Principiul de lucru al circuitului de echilibru celular

Placa de protecție a bateriei cu litiu este diferită în funcție de IC de protecție a bateriei, tensiune și alți parametri diferiți. Placa de protecție are două componente principale: un CI de protecție, care este mai precis pentru a obține parametri de protecție fiabili; cealaltă este șirul MOSFET din principal. Acționează ca un comutator de mare viteză în circuitul de încărcare și descărcare pentru a efectua acțiuni de protecție. Să explicăm&cu DW01 cu dublu tub NMOS 8205A.

Principiul circuitului dispozitivului de protecție a circuitului de echilibrare a bateriei cu litiu este prezentat în figura de mai sus. În general vorbind, este realizat în principal prin controlul de protecție a bateriei ICDW01 și comutatorul extern de descărcare M1 și comutatorul de încărcare M2. IC-ul de control este responsabil pentru monitorizarea tensiunii bateriei și a curentului buclei și pentru controlul porților celor două MOSFET-uri. MOSFET-urile acționează ca întrerupătoare în circuit. Când terminalele P + / P- sunt conectate la încărcător și bateria este încărcată normal, M1 și M2 sunt ambele în conducție. Stare: Când IC-ul de control detectează încărcarea anormală, oprește M2 pentru a termina încărcarea. Când terminalul P + / P- este conectat la încărcare și bateria este descărcată normal, atât M1, cât și M2 sunt pornite; când IC-ul de control detectează descărcarea anormală, M1 este oprit pentru a termina descărcarea.

Circuitul are funcțiile de protecție la suprasarcină, protecție la suprasarcină, protecție la supracurent și protecție la scurtcircuit.

Principiul de funcționare al circuitului de echilibrare a bateriei este analizat după cum urmează:

1) Stare normală

În starea normală," CO" și&"; DO GG"; pinii tensiunii ridicate de ieșire DW01 în circuit. Ambele MOSFET-uri sunt în stare pornită, iar bateria poate fi încărcată și descărcată liber. Deoarece rezistența la pornire a MOSFET este mică, de obicei mai mică de 30 de miliohmi, deci rezistența la pornire are un efect redus asupra performanței circuitului.

În această stare, consumul curent al circuitului de protecție este uA.

2) Protecție la suprasarcină

Metoda de încărcare necesară pentru bateriile litiu-ion este curent constant / tensiune constantă. În etapa inițială de încărcare, este o încărcare constantă de curent. Odată cu procesul de încărcare, tensiunea va crește la 4,2 V (în funcție de materialul pozitiv al electrodului, unele baterii necesită o valoare constantă a tensiunii de 4,1 V), comutați la încărcarea constantă a tensiunii până când curentul devine din ce în ce mai mic. Când bateria este încărcată, dacă circuitul încărcătorului pierde controlul, tensiunea bateriei va continua să fie încărcată cu curent constant după ce tensiunea bateriei depășește 4,2V. În acest moment, tensiunea bateriei va continua să crească. Atunci când tensiunea bateriei este încărcată la mai mult de 4,3 V, chimia bateriei Reacțiile laterale se vor intensifica, provocând deteriorarea bateriei sau probleme de siguranță.

Într-o baterie cu circuit de protecție, când IC-ul de control (DWO1) detectează că tensiunea bateriei ajunge la 4,3V (această valoare este determinată de IC-ul de control, diferite IC-uri au valori diferite)," CO" pinul se va schimba de la tensiune înaltă la tensiune zero transformă M2 de la pornit la oprit, întrerupând astfel circuitul de încărcare, făcând încărcătorul să nu mai poată încărca bateria și să joace un rol de protecție la suprasarcină. În acest moment, datorită existenței diodei corporale VD2 a M2, bateria poate descărca sarcina externă prin diodă. Când IC-ul de control detectează că tensiunea bateriei depășește 4,05 V și trimite semnalul pentru a opri M2, supraîncărcarea este eliberată, iar M2 este pornit pentru a începe încărcarea.

3. Protecție la suprasarcină

Când bateria descarcă sarcina externă, tensiunea acesteia va scădea treptat odată cu procesul de descărcare. Când tensiunea bateriei scade la 2,5 V, capacitatea sa a fost complet descărcată. În acest moment, dacă bateria continuă să descarce sarcina, aceasta va cauza deteriorarea bateriei. Daune permanente

În procesul de descărcare a bateriei, atunci când IC-ul de control detectează că tensiunea bateriei este mai mică de 2,5 V (această valoare este determinată de IC-ul de control, diferite IC-uri au valori diferite)," DO" pinul se va schimba de la înaltă tensiune la zero, făcând M1 Se transformă de la pornit la oprit, ceea ce întrerupe circuitul de descărcare, astfel încât bateria să nu mai poată descărca sarcina, care joacă un rol de protecție împotriva supra-descărcării. În acest moment, datorită existenței diodei corporale VD1 a M1, încărcătorul poate încărca bateria prin această diodă.

Deoarece tensiunea bateriei nu poate fi redusă în starea de protecție la supra-descărcare, consumul de curent al circuitului de protecție trebuie să fie extrem de mic. În acest moment, circuitul de control va intra într-o stare de consum redus de energie, iar consumul de energie al întregului circuit de protecție va fi mai mic de 0,1uA.

4. Protecție la supracurent

Când bateria descarcă sarcina în mod normal, când curentul de descărcare trece prin cele două MOSFET conectate în serie, datorită rezistenței la pornire a MOSFET-urilor, va fi generată o tensiune la ambele capete ale MOSFET-ului. Valoarea tensiunii U=I * RDS * 2, RDS este o singură rezistență de conducere MOSFET," CS" pinul de pe circuitul de control detectează valoarea tensiunii. Dacă încărcarea este anormală dintr-un anumit motiv, curentul buclei va crește. Când curentul buclei este suficient de mare pentru a face U> 0,15V (această valoare este controlată de IC decide că diferitele circuite integrate au valori diferite), pinul său „DO” se va schimba de la tensiune înaltă la tensiune zero, rotind M1 de la off, care întrerupe circuitul de descărcare și face ca curentul din circuit să fie zero. Pentru protecție la supracurent.

În procesul de control de mai sus, se poate observa că valoarea de detectare a supracurentului depinde nu numai de valoarea de control a IC-ului de control, ci și de rezistența activă a MOSFET-ului. Când rezistența la MOSFET este mai mare, protecția la supracurent a aceluiași IC de control Cu cât este mai mică valoarea.

5. Protecție la scurtcircuit

Când bateria descarcă sarcina, dacă curentul buclei este atât de mare încât U> 1V (această valoare este determinată de IC-ul de control, diferite IC-uri au valori diferite), IC-ul de control va judeca că sarcina este scurtcircuitată , și" DO" pinul va trece rapid Trecând de la tensiune înaltă la tensiune zero, M1 este pornit de la pornit la oprit, întrerupând astfel circuitul de descărcare și jucând rolul de protecție la scurtcircuit. Timpul de întârziere al protecției împotriva scurtcircuitului este extrem de scurt, de obicei mai mic de 7 microsecunde. Principiul său de funcționare este similar cu protecția la supracurent

Pinul CS al DW01 este pinul de detecție curent. Când ieșirea este scurtcircuitată, căderea de tensiune a MOSFET de control al încărcării și descărcării crește brusc, iar tensiunea pinului CS crește rapid. Semnalul de ieșire DW01 face ca MOSFET-ul de control al încărcării și descărcării să se oprească rapid, obținând astfel protecție la supracurent sau la scurtcircuit.