Solutasapainopiirin toimintaperiaate

Litiumparistojen suojalevy on erilainen pariston suojapiirin, jännitteen ja muiden eri parametrien mukaan. Suojalevyssä on kaksi ydinosaa: suojauspiiri, joka on tarkempi luotettavien suojausparametrien saamiseksi; toinen on pääosassa oleva MOSFET-merkkijono. Se toimii pikakytkimenä lataus- ja purkauspiirissä suojatoimien suorittamiseksi. Anna&# 39: n selittää DW01: llä kahdella NMOS-putkella 8205A.

Litiumpariston tasapainopiirisuojalaitteen piirin periaate on esitetty yllä olevassa kuvassa. Yleisesti ottaen se toteutetaan pääasiassa akun suojauksen ohjauksella ICDW01 ja ulkoisella purkukytkimellä M1 ja latauskytkimellä M2. Ohjauspiiri on vastuussa akun jännitteen ja silmukkavirran valvonnasta sekä kahden MOSFETin porttien ohjaamisesta. MOSFETit toimivat kytkiminä piirissä. Kun P + / P- -liittimet on kytketty laturiin ja akkua ladataan normaalisti, M1 ja M2 ovat molemmat johtavassa tilassa. Tila: Kun ohjauspiiri havaitsee epänormaalin latauksen, se sammuttaa M2: n latauksen lopettamiseksi. Kun P + / P- liitin on kytketty kuormaan ja akku purkautuu normaalisti, sekä M1 että M2 kytketään päälle. kun ohjauspiiri havaitsee epänormaalin purkauksen, M1 sammutetaan purkauksen lopettamiseksi.

Piirillä on ylikuormitussuojauksen, ylilataussuojan, ylivirtasuojan ja oikosulkusuojan toiminnot.

Akun tasapainopiirin toimintaperiaate analysoidaan seuraavasti:

1) Normaali tila

Normaalissa tilassa&"CO GG"; ja&"; DO GG"; DW01: n lähtöjännitteen nastat piirissä. Molemmat MOSFET-laitteet ovat päällä-tilassa, ja akkua voidaan ladata ja purkaa vapaasti. Koska MOSFETin on-resistanssi on pieni, yleensä alle 30 milliohmia, niin sen on-resistanssi ei juurikaan vaikuta piirin suorituskykyyn.

Tässä tilassa suojapiirin virrankulutus on uA.

2) ylikuormitussuoja

Litium-ioniakkujen lataustapa on vakiovirta / vakiojännite. Latauksen alkuvaiheessa se on vakiovirtainen lataus. Latausprosessin aikana jännite nousee 4,2 V: iin (positiivisesta elektrodimateriaalista riippuen jotkut akut vaativat vakiojännitteen 4,1 V), vaihda vakiojännitelataukseen, kunnes virta pienenee ja pienenee. Jos latauspiiri menettää hallinnan akun lataamisen aikana, akun jännitettä jatketaan tasavirralla, kun akun jännite ylittää 4,2 V. Tällä hetkellä akun jännite nousee edelleen. Kun akun jännite ladataan yli 4,3 V: iin, akun kemialliset sivureaktiot voimistuvat aiheuttaen paristovaurioita tai turvallisuusongelmia.

Suojapiirillä varustetussa akussa, kun ohjauspiiri (DWO1) havaitsee, että pariston jännite saavuttaa 4,3 voltin (tämän arvon määrittää ohjauspiiri, eri piirilevyillä on erilaiset arvot), sen GG=CO&nasta vaihtuu suurjännitteestä nollajännitteeksi, M2 kytkeytyy päälle ja pois päältä, katkaisee siten latauspiirin, jolloin laturi ei enää kykene lataamaan akkua ja sillä on ylikuormitussuojaus. Tällä hetkellä M2: n runkodiodin VD2 olemassaolon vuoksi akku voi purkaa ulkoisen kuormituksen diodin läpi. Kun ohjauspiiri havaitsee, että akun jännite ylittää 4,05 V, ja lähettää signaalin M2: n sammuttamiseksi, ylilataus vapautetaan ja M2 kytketään päälle latauksen aloittamiseksi.

3. Ylikuormitussuoja

Kun akku purkaa ulkoista kuormitusta, sen jännite laskee vähitellen purkautumisen myötä. Kun akun jännite laskee 2,5 V: iin, sen kapasiteetti on täysin tyhjä. Jos akku jatkaa latauksen purkautumista, se vahingoittaa akkua. Pysyvä vaurio

Akun purkautumisprosessissa, kun ohjauspiiri havaitsee, että akun jännite on alle 2,5 V (tämän arvon määrittää ohjauspiiri, eri IC: llä on erilaiset arvot), sen GG-arvo; DO GG-arvo; tappi vaihtuu suurjännitteestä nollajännitteeksi, jolloin M1 vaihtaa kytkimestä päälle, mikä katkaisee purkauspiirin niin, että akku ei voi enää purkaa kuormaa, jolla on ylipurkaussuojaus. Tällä hetkellä M1-kehon diodin VD1 olemassaolon vuoksi laturi voi ladata akkua tämän diodin kautta.

Koska akun jännitettä ei voida laskea ylipurkaussuojaustilassa, suojapiirin virrankulutuksen on oltava erittäin pieni. Tällöin ohjauspiiri siirtyy pieneen virrankulutustilaan ja koko suojapiirin virrankulutus on alle 0,1uA.

4. Ylivirtasuojaus

Kun akku purkaa kuorman normaalisti, kun purkausvirta kulkee kahden sarjaan kytketyn MOSFETin läpi, MOSFET-laitteiden on-resistanssin takia syntyy jännite MOSFETin molempiin päihin. Jännitearvo U=I * RDS * 2, RDS on yksittäinen MOSFET-johtumisresistanssi,&"CS GG"; ohjauspiirin nasta havaitsee jännitteen arvon. Jos kuorma on jostain syystä epänormaali, silmukavirta kasvaa. Kun silmukkavirta on riittävän suuri UGG: n tuottamiseksi; 0,15 V (tätä arvoa ohjaa IC päättää, että eri IC: llä on erilaiset arvot), sen "DO" -nasta vaihtuu suurjännitteestä nollajännitteeksi kääntämällä M1: n päälle pois päältä, mikä katkaisee purkauspiirin ja tekee virran piirissä nollaksi. Ylivirtasuojaan.

Edellä olevassa ohjausprosessissa voidaan nähdä, että ylivirran havaitsemisarvo ei riipu pelkästään ohjauspiirin ohjausarvosta, vaan myös MOSFETin on-resistanssista. Kun MOSFETin vastus on suurempi, saman ohjauspiirin ylivirtasuojaus on sitä pienempi.

5. Oikosulkusuojaus

Kun akku purkaa kuormaa, jos silmukkavirta on niin suuri, että U> 1 V (tämä arvo määritetään ohjauspiirillä, eri IC: llä on erilaiset arvot), ohjauspiiri arvioi, että kuorma on oikosulussa ja sen&"DO GG"; tappi nopeasti kääntyy suurjännitteestä nollajännitteeseen, M1 kytketään päälle ja pois päältä, mikä katkaisee purkauspiirin ja toimii oikosulkusuojana. Oikosulkusuojauksen viiveaika on erittäin lyhyt, yleensä alle 7 mikrosekuntia. Sen toimintaperiaate on samanlainen kuin ylivirtasuoja

DW01: n CS-nasta on nykyinen tunnistustapa. Kun lähtö on oikosuljettu, latauksen ja purkauksen ohjauksen MOSFET-jännitteen pudotus kasvaa voimakkaasti ja CS-nastan jännite nousee nopeasti. DW01-lähtösignaali saa MOSFET-latauksen ja purkauksen ohjauksen nopeasti pois päältä, jolloin saavutetaan ylivirta- tai oikosulkusuojaus.