Funktionsprincip för cellbalanskrets

Litiumbatteriets skyddskort är annorlunda beroende på batteriets skydd IC, spänning och andra olika parametrar. Skyddskortet har två kärnkomponenter: ett skydd IC, som är mer exakt för att få tillförlitliga skyddsparametrar; den andra är MOSFET-strängen i huvudsak Den fungerar som en höghastighetsbrytare i laddnings- och urladdningskretsen för att utföra skyddsåtgärder. Låt' s förklara med DW01 med dubbelt NMOS-rör 8205A.

Kretsprincipen för kretsskyddsanordningen för litiumbatteribalans visas i figuren ovan. Generellt sett realiseras det huvudsakligen av batteriskyddskontrollen ICDW01 och den externa urladdningsomkopplaren M1 och laddningsomkopplaren M2. Kontroll IC är ansvarig för att övervaka batterispänningen och loopströmmen och kontrollera grindarna till de två MOSFET: erna. MOSFET: erna fungerar som omkopplare i kretsen. När P + / P-terminalerna är anslutna till laddaren och batteriet laddas normalt är båda M1 och M2 i ledning. Status: När kontroll IC upptäcker onormal laddning stänger den av M2 för att avsluta laddningen. När P + / P-terminalen är ansluten till lasten och batteriet laddas ur normalt, är både M1 och M2 påslagen. när kontroll IC upptäcker onormal urladdning stängs M1 av för att avsluta urladdningen.

Kretsen har funktionerna överladdningsskydd, överladdningsskydd, överströmsskydd och kortslutningsskydd.

Arbetsprincipen för batteribalanskretsen analyseras enligt följande:

1) Normalt tillstånd

I det normala tillståndet är" CO" och" DO" stift på DW01 matar ut högspänning i kretsen. Båda MOSFET-enheterna är i på-läge och batteriet kan laddas och urladdas fritt. Eftersom MOSFETs motstånd är liten, vanligtvis mindre än 30 milliohm, så har dess motstånd liten effekt på kretsens prestanda.

I detta tillstånd är skyddskretsens strömförbrukning uA.

2) Överladdningsskydd

Laddningsmetoden som krävs för litiumjonbatterier är konstant ström / konstant spänning. I början av laddningen är det konstant strömladdning. Med laddningsprocessen kommer spänningen att stiga till 4,2 V (beroende på det positiva elektrodmaterialet, vissa batterier kräver ett konstant spänningsvärde på 4,1 V), byt till laddning med konstant spänning tills strömmen blir mindre och mindre. Om laddarkretsen tappar kontrollen fortsätter batterispänningen att laddas med konstant ström när batterispänningen överstiger 4,2 V. Vid denna tidpunkt fortsätter batterispänningen att stiga. När batterispänningen laddas till mer än 4,3 V kommer batteriets kemi Biverkningarna kommer att intensifieras och orsaka batteriskador eller säkerhetsproblem.

I ett batteri med en skyddskrets, när kontroll IC (DWO1) upptäcker att batterispänningen når 4,3 V (detta värde bestäms av kontroll IC, har olika IC olika värden), dess" CO" stift kommer att ändras från högspänning till nollspänning slår M2 från på till av, vilket stänger av laddningskretsen, vilket gör att laddaren inte längre kan ladda batteriet och spelar en överladdningsskyddsroll. På grund av förekomsten av kroppsdioden VD2 i M2 kan batteriet urladda den externa belastningen genom dioden. När kontroll IC upptäcker att batterispänningen överstiger 4,05 V och skickar signalen för att stänga av M2, frigörs överladdningen och M2 slås på för att börja ladda.

3. Överladdningsskydd

När batteriet laddar ur den externa belastningen minskar dess spänning gradvis med urladdningsprocessen. När batterispänningen sjunker till 2,5 V har dess kapacitet laddats ur helt. Vid detta tillfälle, om batteriet fortsätter att tömma lasten, kommer det att orsaka batteriskador. Permanent skada

När batteriets urladdningsprocess upptäcker att batterispänningen är lägre än 2,5 V (detta värde bestäms av styr IC, har olika IC olika värden), dess" DO" stift kommer att byta från högspänning till nollspänning, vilket gör M1 Det slås från till av, vilket bryter ur urladdningskretsen, så att batteriet inte längre kan ladda ur lasten, vilket spelar en roll som överurladdningsskydd. För närvarande kan laddaren ladda batteriet genom denna diod på grund av kroppsdioden VD1 i M1.

Eftersom batterispänningen inte kan sänkas i överladdningsskyddsläget måste skyddskretsens strömförbrukning vara extremt liten. Vid denna tidpunkt kommer kontroll IC att gå in i ett lågt energiförbrukningstillstånd och strömförbrukningen för hela skyddskretsen kommer att vara mindre än 0,1uA.

4. Överströmsskydd

När batteriet urladdar belastningen normalt, när urladdningsströmmen passerar genom de två MOSFET-enheterna som är anslutna i serie, på grund av MOSFET: s motstånd, genereras en spänning i båda ändarna av MOSFET. Spänningsvärdet U=I * RDS * 2, RDS är ett enda MOSFET-ledningsmotstånd," CS" stift på kontroll IC detekterar spänningsvärdet. Om belastningen av någon anledning är onormal ökar slingströmmen. När slingströmmen är tillräckligt stor för att göra U> 0,15 V (detta värde styrs av IC bestämmer att olika IC-enheter har olika värden), kommer dess "DO" -stift att ändras från högspänning till nollspänning, vilket gör M1 från till av, vilket avbryter urladdningskretsen och gör strömmen i kretsen noll. För överströmsskydd.

I ovanstående styrprocess kan det ses att det överströms detekteringsvärdet inte bara beror på styrvärdet för styr-IC, utan också på MOSFET: s motstånd. När MOSFET: s motstånd är större, är överströmsskyddet för samma kontroll IC mindre värdet.

5. Kortslutningsskydd

Om batteriströmmen är så stor att U> 1V (detta värde bestäms av styr IC, olika IC har olika värden), kommer styr IC att bedöma att belastningen är kortsluten och dess&"; DO GG"; stift kommer snabbt att växla från högspänning till nollspänning, M1 slås på och av och därmed stänger av urladdningskretsen och spelar rollen som kortslutningsskydd. Fördröjningstiden för kortslutningsskydd är extremt kort, vanligtvis mindre än 7 mikrosekunder. Dess arbetsprincip liknar överströmsskydd

CS-stiftet på DW01 är den aktuella detekteringsstiftet. När utgången är kortsluten, ökar spänningsfallet för laddnings- och urladdningskontrollen MOSFET kraftigt och spänningen i CS-stiftet stiger snabbt. DW01-utsignalen gör att laddnings- och urladdningskontrollen MOSFET stängs av snabbt och därigenom uppnår överström eller kortslutningsskydd.