Ląstelių balanso grandinės darbo principas

Ličio baterijų apsaugos plokštė skiriasi pagal baterijos apsaugos IC, įtampą ir kitus skirtingus parametrus. Apsaugos plokštėje yra du pagrindiniai komponentai: apsaugos IC, kuris yra tikslesnis, norint gauti patikimus apsaugos parametrus; kita yra MOSFET eilutė pagrindinėje. Ji veikia kaip greitaeigis įkrovimo ir išleidimo grandinės jungiklis, skirtas apsaugos veiksmams atlikti. Tegul' paaiškina DW01 su dviguba NMOS mėgintuvėliu 8205A.

Ličio baterijų balanso grandinės apsaugos įtaiso grandinės principas parodytas aukščiau pateiktame paveiksle. Paprastai tai realizuojama naudojant akumuliatoriaus apsaugos valdiklį ICDW01 ir išorinį išlydžio jungiklį M1 bei įkrovimo jungiklį M2. Valdymo IC yra atsakingas už akumuliatoriaus įtampos ir kilpos srovės stebėjimą bei dviejų MOSFET vartų valdymą. MOSFET veikia kaip grandinės jungikliai. Kai P + / P- gnybtai prijungti prie įkroviklio ir akumuliatorius įkraunamas įprastai, M1 ir M2 yra laidūs. Būsena: Kai valdymo IC nustato nenormalų įkrovimą, jis išjungia M2, kad būtų nutrauktas įkrovimas. Kai P + / P- gnybtas prijungtas prie apkrovos ir akumuliatorius išsikrauna įprastai, įjungiami ir M1, ir M2; kai valdymo IC nustato nenormalų išmetimą, M1 išjungiamas, kad būtų nutrauktas išmetimas.

Grandinė turi apsaugos nuo perkrovos, apsaugos nuo per didelio iškrovimo, apsaugos nuo viršsrovės ir apsaugos nuo trumpojo jungimo funkcijas.

Baterijos balanso grandinės veikimo principas analizuojamas taip:

1) Normali būsena

Normalioje būsenoje GG; CO&ir GG; DO" DW01 išvesties grandinės aukštos įtampos kaiščiai. Abi MOSFET yra įjungtos būsenos, o akumuliatorių galima laisvai įkrauti ir iškrauti. Kadangi MOSFET atsparumas įjungimui yra mažas, paprastai mažesnis nei 30 miliomų, todėl jo atsparumas turi mažai įtakos grandinės veikimui.

Esant tokiai būsenai, dabartinė apsaugos grandinės sąnaudos yra uA.

2) apsauga nuo perkrovos

Ličio jonų akumuliatorių įkrovimo būdas yra pastovi srovė / pastovi įtampa. Pradiniame įkrovimo etape tai pastovios srovės įkrovimas. Įkraunant, įtampa pakils iki 4,2 V (atsižvelgiant į teigiamą elektrodo medžiagą, kai kurioms baterijoms reikalinga pastovi 4,1 V įtampos vertė), pereikite prie nuolatinės įtampos įkrovimo, kol srovė taps vis mažesnė. Įkraunant akumuliatorių, jei įkroviklio grandinė praranda kontrolę, akumuliatoriaus įtampa ir toliau bus kraunama nuolatine srove, kai akumuliatoriaus įtampa viršys 4,2 V. Šiuo metu akumuliatoriaus įtampa ir toliau didės. Kai akumuliatoriaus įtampa įkrauta daugiau nei 4,3 V, sustiprės akumuliatoriaus cheminės reakcijos, sukeldamos akumuliatoriaus pažeidimus ar saugos problemas.

Baterijoje su apsaugos grandine, kai valdymo IC (DWO1) nustato, kad akumuliatoriaus įtampa pasiekia 4,3 V (šią vertę nustato valdymo IC, skirtingi IC turi skirtingas reikšmes), jo&yra; CO" kaištis pasikeis iš aukštos įtampos į nulinę įtampą, kai M2 įjungiamas ir išjungiamas, taip nutraukiant įkrovimo grandinę, todėl įkroviklis nebegalės įkrauti akumuliatoriaus ir vaidina apsaugą nuo perkrovos. Šiuo metu dėl to, kad yra M2 kūno diodas VD2, baterija gali iškrauti išorinę apkrovą per diodą. Kai valdymo IC nustato, kad akumuliatoriaus įtampa viršija 4,05 V, ir siunčia signalą išjungti M2, perkrovimas atleidžiamas ir M2 įjungiamas, kad būtų galima pradėti krauti.

3. Perteklinė apsauga

Kai baterija iškrauna išorinę apkrovą, jos įtampa palaipsniui mažės, iškrovimo metu. Kai akumuliatoriaus įtampa nukrinta iki 2,5 V, jos galia buvo visiškai išsikrovusi. Šiuo metu, jei baterija ir toliau iškrauna apkrovą, ji gali sugadinti akumuliatorių. Nuolatinė žala

Vykdant akumuliatoriaus iškrovos procesą, kai valdymo IC nustato, kad akumuliatoriaus įtampa yra žemesnė nei 2,5 V (šią vertę nustato valdymo IC, skirtingi IC turi skirtingas vertes), jo&yra „DO GG“; kaištis pasikeis iš aukštos įtampos į nulinę įtampą, todėl M1 Jis įsijungs išjungiamas, kuris nutraukia iškrovimo grandinę, todėl akumuliatorius nebegali iškrauti apkrovos, o tai atlieka apsaugą nuo per didelio išsikrovimo. Šiuo metu dėl to, kad yra M1 kūno diodas VD1, įkroviklis gali įkrauti akumuliatorių per šį diodą.

Kadangi akumuliatoriaus įtampa negali būti sumažinta esant apsaugai nuo per didelių iškrovų, reikia, kad apsaugos grandinės srovės sąnaudos būtų ypač mažos. Šiuo metu valdymo IC įeis į mažą energijos suvartojimo būseną, o visos apsaugos grandinės energijos suvartojimas bus mažesnis nei 0,1uA.

4. Apsauga nuo viršsrovės

Kai baterija iškrauna apkrovą paprastai, kai iškrovimo srovė praeina per du nuosekliai sujungtus MOSFET, dėl MOSFET įjungimo atsparumo, abiejuose MOSFET galuose bus sukurta įtampa. Įtampos vertė U=I * RDS * 2, RDS yra viena MOSFET laidumo varža,&„CS GG“; valdymo IC kaištis nustato įtampos vertę. Jei apkrova dėl kokių nors priežasčių yra nenormali, kilpos srovė padidės. Kai kontūro srovė yra pakankamai didelė, kad gautų U> 0,15 V (šią vertę valdo IC nusprendžia, kad skirtingiems IC yra skirtingos vertės), jo „DO“ kaištis pasikeis iš aukštos įtampos į nulinę įtampą, M1 įjungiant į išjungiama, kuri nutraukia išleidimo grandinę ir grandinėje esanti srovė tampa nulis. Apsaugai nuo viršsrovės.

Pirmiau minėtame valdymo procese galima pastebėti, kad viršsrovės aptikimo vertė priklauso ne tik nuo valdymo IC valdymo vertės, bet ir nuo MOSFET atsparumo įjungimui. Kai MOSFET įjungimo varža yra didesnė, to paties valdymo IC apsauga nuo viršsrovės yra mažesnė.

5. Apsauga nuo trumpojo jungimo

Kai akumuliatorius iškrauna apkrovą, jei kontūro srovė yra tokia didelė, kad U> 1 V (šią vertę nustato valdymo IC, skirtingi IC turi skirtingas vertes), valdymo IC nuspręs, kad apkrova yra trumpai sujungta ir jo" DO" kaištis greitai pasisuks iš aukštos įtampos į nulinę įtampą, M1 bus įjungtas ir išjungtas, taip nutraukiant išleidimo grandinę ir atliekant trumpojo jungimo apsaugos vaidmenį. Apsaugos nuo trumpojo jungimo uždelsimo laikas yra labai trumpas, paprastai trumpesnis nei 7 mikrosekundės. Jo veikimo principas yra panašus į dabartinę apsaugą

DW01 CS kaištis yra dabartinis aptikimo kaištis. Kai išvestis yra trumpai sujungta, įkrovimo ir iškrovimo valdymo MOSFET įtampos kritimas smarkiai padidėja, o CS kaiščio įtampa greitai padidėja. DW01 išėjimo signalo dėka įkrovimo ir iškrovimo valdymo MOSFET greitai išsijungia, taip užtikrinant apsaugą nuo viršsrovės arba trumpojo jungimo.