Prinsip Kerja Sirkuit Neraca Sel

Papan perlindungan baterai lithium berbeda sesuai dengan IC perlindungan baterai, voltase, dan parameter berbeda lainnya. Papan perlindungan memiliki dua komponen inti: IC perlindungan, yang lebih akurat untuk mendapatkan parameter perlindungan yang andal; yang lainnya adalah string MOSFET di bagian utama Ini bertindak sebagai sakelar berkecepatan tinggi di sirkuit pengisian dan pengosongan untuk melakukan tindakan perlindungan. Mari' s menjelaskan dengan DW01 dengan tabung NMOS ganda 8205A.

Prinsip sirkuit dari perangkat perlindungan sirkuit keseimbangan baterai lithium ditunjukkan pada gambar di atas. Secara umum, ini terutama diwujudkan oleh kontrol perlindungan baterai ICDW01 dan sakelar pelepasan eksternal M1 dan sakelar pengisi daya M2. IC kontrol bertanggung jawab untuk memantau tegangan baterai dan arus loop, dan mengontrol gerbang dari dua MOSFET. MOSFET bertindak sebagai sakelar di sirkuit. Ketika terminal P + / P- dihubungkan ke pengisi daya dan baterai diisi secara normal, M1 dan M2 keduanya dalam konduksi. Status: Ketika IC kontrol mendeteksi pengisian yang tidak normal, M2 akan dimatikan untuk menghentikan pengisian. Saat terminal P + / P- terhubung ke beban dan baterai kosong secara normal, baik M1 dan M2 sama-sama dihidupkan; ketika IC kontrol mendeteksi pelepasan abnormal, M1 dimatikan untuk menghentikan pelepasan.

Sirkuit ini memiliki fungsi proteksi overcharge, proteksi overcharge, proteksi arus berlebih dan proteksi hubung singkat.

Prinsip kerja rangkaian keseimbangan baterai dianalisa sebagai berikut:

1) Keadaan normal

Dalam keadaan normal," CO" dan" DO" pin dari tegangan tinggi output DW01 di sirkuit. Kedua MOSFET dalam keadaan hidup, dan baterai dapat diisi dan dikosongkan dengan bebas. Karena resistansi pada MOSFET kecil, biasanya kurang dari 30 miliohms, sehingga resistansinya memiliki sedikit pengaruh pada kinerja rangkaian.

Dalam keadaan ini, konsumsi arus dari rangkaian proteksi adalah uA.

2) Perlindungan overcharge

Metode pengisian yang diperlukan untuk baterai lithium-ion adalah arus konstan / tegangan konstan. Pada tahap awal pengisian, itu adalah pengisian arus konstan. Dengan proses pengisian, tegangan akan naik menjadi 4.2V (tergantung bahan elektroda positifnya, beberapa baterai memerlukan nilai tegangan konstan 4.1V), alihkan ke pengisian tegangan konstan hingga arus menjadi semakin kecil. Saat baterai sedang diisi, jika rangkaian charger kehilangan kendali, tegangan baterai akan terus diisi dengan arus konstan setelah tegangan baterai melebihi 4.2V. Saat ini, tegangan aki akan terus naik. Ketika tegangan baterai terisi lebih dari 4.3V, reaksi samping kimiawi baterai akan meningkat, menyebabkan kerusakan baterai atau masalah keamanan.

Dalam baterai dengan sirkuit perlindungan, ketika IC kontrol (DWO1) mendeteksi bahwa tegangan baterai mencapai 4.3V (nilai ini ditentukan oleh IC kontrol, IC yang berbeda memiliki nilai yang berbeda)," CO" pin akan berubah dari tegangan tinggi ke tegangan Nol mengubah M2 dari hidup menjadi mati, sehingga memutus sirkuit pengisian, membuat pengisi daya tidak lagi dapat mengisi daya baterai dan memainkan peran perlindungan overcharge. Saat ini, karena adanya body diode VD2 dari M2, baterai dapat melepaskan beban eksternal melalui dioda. Ketika IC kontrol mendeteksi bahwa tegangan baterai melebihi 4.05V dan mengirimkan sinyal untuk mematikan M2, muatan berlebih dilepaskan, dan M2 dihidupkan untuk mulai mengisi daya.

3. Lebih dari perlindungan debit

Saat baterai melepaskan beban eksternal, voltase secara bertahap akan berkurang dengan proses pelepasan. Ketika tegangan baterai turun menjadi 2.5V, kapasitasnya telah habis sepenuhnya. Saat ini, jika baterai terus menerus mengeluarkan beban, maka akan menyebabkan baterai rusak. Kerusakan permanen

Dalam proses pengosongan baterai, ketika IC kontrol mendeteksi bahwa tegangan baterai lebih rendah dari 2.5V (nilai ini ditentukan oleh IC kontrol, IC yang berbeda memiliki nilai yang berbeda)," DO" pin akan berubah dari tegangan tinggi ke tegangan nol, membuat M1 berubah dari hidup ke mati, yang memutus sirkuit pelepasan, sehingga baterai tidak dapat lagi melepaskan beban, yang berperan sebagai proteksi pelepasan berlebih. Saat ini, berkat keberadaan dioda tubuh VD1 M1, pengisi daya dapat mengisi daya baterai melalui dioda ini.

Karena tegangan baterai tidak dapat diturunkan dalam kondisi perlindungan muatan berlebih, konsumsi arus dari rangkaian perlindungan harus sangat kecil. Pada saat ini, IC kontrol akan memasuki kondisi konsumsi daya rendah, dan konsumsi daya seluruh rangkaian perlindungan akan kurang dari 0,1uA.

4. Perlindungan arus berlebih

Ketika baterai melepaskan beban secara normal, ketika arus pelepasan melewati dua MOSFET yang terhubung secara seri, karena resistansi pada MOSFET, tegangan akan dihasilkan di kedua ujung MOSFET. Nilai tegangan U=I * RDS * 2, RDS adalah resistansi konduksi MOSFET tunggal," CS" pin pada IC kontrol mendeteksi nilai tegangan. Jika beban tidak normal karena suatu alasan, arus loop akan meningkat. Ketika arus loop cukup besar untuk membuat U> 0,15V (nilai ini dikontrol oleh IC memutuskan bahwa IC yang berbeda memiliki nilai yang berbeda), pin "DO" akan berubah dari tegangan tinggi ke tegangan nol, mengubah M1 dari on ke off, yang memutuskan sirkuit pelepasan dan membuat arus di sirkuit nol. Untuk proteksi arus berlebih.

Pada proses kontrol di atas, dapat dilihat bahwa nilai deteksi arus lebih tidak hanya bergantung pada nilai kontrol IC kontrol, tetapi juga pada resistansi-on MOSFET. Ketika resistansi pada MOSFET lebih besar, perlindungan arus berlebih dari IC kontrol yang sama Semakin kecil nilainya.

5. Perlindungan sirkuit pendek

Ketika baterai sedang melepaskan beban, jika arus loop sangat besar sehingga U> 1V (nilai ini ditentukan oleh IC kontrol, IC yang berbeda memiliki nilai yang berbeda), IC kontrol akan menilai bahwa beban dihubung pendek , dan" DO" pin akan dengan cepat Memutar dari tegangan tinggi ke tegangan nol, M1 dihidupkan ke mati, dengan demikian memutus sirkuit pelepasan dan memainkan peran perlindungan hubung singkat. Waktu tunda proteksi hubung singkat sangat singkat, biasanya kurang dari 7 mikrodetik. Prinsip kerjanya mirip dengan proteksi arus berlebih

Pin CS DW01 adalah pin deteksi arus. Ketika output dihubung pendek, penurunan tegangan MOSFET kontrol pengisian dan pengosongan meningkat tajam, dan tegangan pin CS meningkat dengan cepat. Sinyal output DW01 membuat MOSFET kontrol pengisian dan pengosongan mati dengan cepat, sehingga mencapai perlindungan arus lebih atau hubung singkat.