Arbeitsprinzip der Zellbilanzschaltung

Die Lithium-Batterieschutzplatine unterscheidet sich je nach Batterieschutz-IC, Spannung und anderen unterschiedlichen Parametern. Die Schutzplatine besteht aus zwei Kernkomponenten: einem Schutz-IC, der genauer ist, um zuverlässige Schutzparameter zu erhalten; Der andere ist der MOSFET-String in der Hauptleitung. Er fungiert als Hochgeschwindigkeitsschalter im Lade- und Entladekreis, um Schutzmaßnahmen durchzuführen. Lassen Sie&mit DW01 mit Doppel-NMOS-Röhre 8205A erklären.

Das Schaltungsprinzip der Lithiumbatterie-Ausgleichsschaltungsschutzvorrichtung ist in der obigen Abbildung dargestellt. Im Allgemeinen wird dies hauptsächlich durch die Batterieschutzsteuerung ICDW01 und den externen Entladeschalter M1 und den Ladeschalter M2 realisiert. Der Steuer-IC ist für die Überwachung der Batteriespannung und des Schleifenstroms sowie für die Steuerung der Gates der beiden MOSFETs verantwortlich. Die MOSFETs wirken als Schalter in der Schaltung. Wenn die P + / P-Klemmen an das Ladegerät angeschlossen sind und der Akku normal geladen wird, sind M1 und M2 beide in Leitung. Status: Wenn der Steuer-IC eine abnormale Aufladung erkennt, schaltet er M2 aus, um die Aufladung zu beenden. Wenn der P + / P-Anschluss an die Last angeschlossen ist und die Batterie normal entladen ist, werden sowohl M1 als auch M2 eingeschaltet. Wenn der Steuer-IC die abnormale Entladung erkennt, wird der M1 ausgeschaltet, um die Entladung zu beenden.

Die Schaltung hat die Funktionen Überladeschutz, Überentladungsschutz, Überstromschutz und Kurzschlussschutz.

Das Funktionsprinzip der Batteriebilanzschaltung wird wie folgt analysiert:

1) Normalzustand

Im Normalzustand ist das&"CO GG"; und&"DO GG"; Die Pins des DW01 geben Hochspannung in der Schaltung aus. Beide MOSFETs sind eingeschaltet und der Akku kann frei geladen und entladen werden. Da der Einschaltwiderstand des MOSFET klein ist, normalerweise weniger als 30 Milliohm, hat sein Einschaltwiderstand wenig Einfluss auf die Leistung der Schaltung.

In diesem Zustand beträgt die Stromaufnahme der Schutzschaltung uA.

2) Überladeschutz

Die für Lithium-Ionen-Batterien erforderliche Lademethode ist Konstantstrom / Konstantspannung. In der Anfangsphase des Ladens handelt es sich um eine Konstantstromladung. Während des Ladevorgangs steigt die Spannung auf 4,2 V (abhängig vom positiven Elektrodenmaterial benötigen einige Batterien einen konstanten Spannungswert von 4,1 V). Schalten Sie auf das Laden mit konstanter Spannung um, bis der Strom immer kleiner wird. Wenn die Batterie geladen wird und der Ladekreis die Kontrolle verliert, wird die Batteriespannung weiterhin mit konstantem Strom aufgeladen, nachdem die Batteriespannung 4,2 V überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Batteriespannung weiter an. Wenn die Batteriespannung auf mehr als 4,3 V aufgeladen wird, verstärken sich die chemischen Nebenreaktionen der Batterie und verursachen Batterieschäden oder Sicherheitsprobleme.

Wenn in einer Batterie mit einer Schutzschaltung der Steuer-IC (DWO1) erkennt, dass die Batteriespannung 4,3 V erreicht (dieser Wert wird vom Steuer-IC bestimmt, haben verschiedene ICs unterschiedliche Werte), wird sein&"CO GG"; Der Pin wechselt von Hochspannung zu Null. Die Spannung schaltet M2 von Ein auf Aus, wodurch der Ladekreis unterbrochen wird und das Ladegerät den Akku nicht mehr laden kann und eine Überladeschutzfunktion spielt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Batterie aufgrund des Vorhandenseins der Körperdiode VD2 des M2 die externe Last durch die Diode entladen. Wenn der Steuer-IC erkennt, dass die Batteriespannung 4,05 V überschreitet, und das Signal zum Ausschalten des M2 sendet, wird die Überladung freigegeben und der M2 zum Einschalten des Ladevorgangs eingeschaltet.

3. Überentladungsschutz

Wenn die Batterie die externe Last entlädt, nimmt ihre Spannung mit dem Entladevorgang allmählich ab. Wenn die Batteriespannung auf 2,5 V abfällt, ist ihre Kapazität vollständig entladen. Wenn die Batterie zu diesem Zeitpunkt die Last weiter entlädt, führt dies zu Batterieschäden. Permanenter Schaden

Wenn der Steuer-IC beim Batterieentladevorgang feststellt, dass die Batteriespannung niedriger als 2,5 V ist (dieser Wert wird vom Steuer-IC bestimmt, haben verschiedene ICs unterschiedliche Werte), wird sein&"DO GG"; Der Pin wechselt von Hochspannung zu Nullspannung, wodurch M1 von Ein zu Aus wechselt, wodurch der Entladekreis unterbrochen wird, sodass die Batterie die Last nicht mehr entladen kann, was eine Rolle beim Überentladungsschutz spielt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Ladegerät aufgrund des Vorhandenseins der Körperdiode VD1 von M1 die Batterie über diese Diode aufladen.

Da die Batteriespannung im Überentladungsschutzzustand nicht abgesenkt werden kann, muss der Stromverbrauch der Schutzschaltung extrem gering sein. Zu diesem Zeitpunkt tritt der Steuer-IC in einen Zustand mit niedrigem Stromverbrauch ein, und der Stromverbrauch der gesamten Schutzschaltung beträgt weniger als 0,1 uA.

4. Überstromschutz

Wenn die Batterie die Last normal entlädt, wenn der Entladestrom aufgrund des Einschaltwiderstands der MOSFETs durch die zwei in Reihe geschalteten MOSFETs fließt, wird an beiden Enden des MOSFET eine Spannung erzeugt. Der Spannungswert U=I * RDS * 2, RDS ist ein einzelner MOSFET-Leitungswiderstand, der&"CS GG"; Der Pin am Steuer-IC erkennt den Spannungswert. Wenn die Last aus irgendeinem Grund abnormal ist, steigt der Schleifenstrom an. Wenn der Schleifenstrom groß genug ist, um U> zu machen; 0,15 V (dieser Wert wird vom IC gesteuert, entscheidet, dass verschiedene ICs unterschiedliche Werte haben), ändert sich sein "DO" -Pin von Hochspannung auf Nullspannung und schaltet M1 von auf auf Aus, wodurch der Entladungskreis unterbrochen und der Strom im Stromkreis auf Null gesetzt wird. Zum Überstromschutz.

In dem obigen Steuerprozess ist ersichtlich, dass der Überstromerfassungswert nicht nur vom Steuerwert des Steuer-IC abhängt, sondern auch vom Einschaltwiderstand des MOSFET. Wenn der Einschaltwiderstand des MOSFET größer ist, ist der Überstromschutz des gleichen Steuer-IC umso kleiner, je kleiner der Wert ist.

5. Kurzschlussschutz

Wenn die Batterie die Last entlädt und der Schleifenstrom so groß ist, dass U> 1 V (dieser Wert wird vom Steuer-IC bestimmt, verschiedene ICs haben unterschiedliche Werte), beurteilt der Steuer-IC, dass die Last kurzgeschlossen ist und sein&"DO GG"; Pin wird schnell Beim Umschalten von Hochspannung auf Nullspannung wird M1 von Ein auf Aus geschaltet, wodurch der Entladungskreis unterbrochen und die Rolle des Kurzschlussschutzes gespielt wird. Die Verzögerungszeit des Kurzschlussschutzes ist extrem kurz und beträgt normalerweise weniger als 7 Mikrosekunden. Das Funktionsprinzip ähnelt dem Überstromschutz

Der CS-Pin von DW01 ist der Stromerkennungs-Pin. Wenn der Ausgang kurzgeschlossen wird, steigt der Spannungsabfall des Lade- und Entladesteuerungs-MOSFET stark an und die Spannung des CS-Pins steigt schnell an. Durch das Ausgangssignal DW01 wird der Lade- und Entladesteuerungs-MOSFET schnell ausgeschaltet, wodurch ein Überstrom- oder Kurzschlussschutz erreicht wird.