Princípio de trabalho do circuito de equilíbrio celular

A placa de proteção da bateria de lítio é diferente de acordo com o IC de proteção da bateria, tensão e outros parâmetros diferentes. A placa de proteção possui dois componentes principais: um IC de proteção, que é mais preciso para obter parâmetros de proteção confiáveis; o outro é a corda MOSFET na principal Ele atua como um interruptor de alta velocidade no circuito de carga e descarga para realizar ações de proteção. Vamos explicar com DW01 com tubo NMOS duplo 8205A.

O princípio do circuito do circuito de equilíbrio da bateria de lítio é mostrado na figura acima. De um modo geral, é realizado principalmente pelo controle de proteção da bateria ICDW01 e pelo interruptor de descarga externa M1 e pelo interruptor de carga M2. O IC de controle é responsável por monitorar a tensão da bateria e corrente de loop, e controlar os portões dos dois MOSFETs. Os MOSFETs atuam como interruptores no circuito. Quando os terminais P+/P estão conectados ao carregador e a bateria é carregada normalmente, M1 e M2 estão ambos em condução. Status: Quando o IC de controle detecta carregamento anormal, ele desliga o M2 para interromper o carregamento. Quando o terminal P+/P está conectado à carga e a bateria é descarregada normalmente, tanto M1 quanto M2 são ligados; quando o IC de controle detecta a descarga anormal, o M1 é desligado para terminar a descarga.

O circuito tem as funções de proteção contra sobrecarga, proteção contra sobrecarga, proteção contra correntes e proteção contra curto-circuito.

O princípio de trabalho do circuito de equilíbrio da bateria é analisado da seguinte forma:

1) Estado normal

No estado normal, os pinos "CO" e "DO" da alta tensão de saída DW01 no circuito. Ambos os MOSFETs estão no estado on, e a bateria pode ser carregada e descarregada livremente. Como a resistência on-o do MOSFET é pequena, geralmente menos de 30 miliohms, então sua resistência on-resistance tem pouco efeito sobre o desempenho do circuito.

Neste estado, o consumo atual do circuito de proteção é de UA.

2) Proteção contra sobrecarga

O método de carregamento necessário para baterias de íons de lítio é a corrente/tensão constante. Na fase inicial de carregamento, é carregamento constante de corrente. Com o processo de carregamento, a tensão subirá para 4,2V (dependendo do material de eletrodo positivo, algumas baterias requerem um valor de tensão constante de 4,1V), mudar para carga de tensão constante até que a corrente fique cada vez menor. Quando a bateria estiver sendo carregada, se o circuito do carregador perder o controle, a tensão da bateria continuará a ser carregada com corrente constante após a tensão da bateria exceder 4,2V. Neste momento, a tensão da bateria continuará a subir. Quando a tensão da bateria é carregada a mais de 4,3V, as reações laterais químicas da bateria se intensificarão, causando danos ou problemas de segurança da bateria.

Em uma bateria com um circuito de proteção, quando o IC de controle (DWO1) detecta que a tensão da bateria atinge 4,3V (este valor é determinado pelo IC de controle, diferentes ICs têm valores diferentes), seu pino "CO" mudará de alta tensão para zero tensão transforma M2 de ligado para desligado, cortando assim o circuito de carregamento, tornando o carregador não mais capaz de carregar a bateria e desempenhando um papel de proteção sobrecarregada. Neste momento, devido à existência do diodo corporal VD2 do M2, a bateria pode descarregar a carga externa através do diodo. Quando o IC de controle detecta que a tensão da bateria excede 4,05V e envia o sinal para desligar o M2, a sobrecarga é liberada e o M2 é ligado para iniciar o carregamento.

3. Sobre a proteção contra descarga

Quando a bateria estiver descarregando a carga externa, sua tensão diminuirá gradualmente com o processo de descarga. Quando a tensão da bateria cai para 2,5V, sua capacidade foi completamente descarregada. Neste momento, se a bateria continuar descarregando a carga, causará danos à bateria. Danos permanentes

No processo de descarga da bateria, quando o IC de controle detecta que a tensão da bateria é inferior a 2,5V (este valor é determinado pelo IC de controle, diferentes ICs têm valores diferentes), seu pino "DO" mudará de alta tensão para tensão zero, fazendo com que o M1 ele se vire de ligado para desligado, o que corta o circuito de descarga, para que a bateria não possa mais descarregar a carga , que desempenha um papel de proteção contra descarga excessiva. Neste momento, devido à existência do diodo corporal VD1 de M1, o carregador pode carregar a bateria através deste diodo.

Uma vez que a tensão da bateria não pode ser reduzida no estado de proteção de sobrecarga, o consumo atual do circuito de proteção é necessário para ser extremamente pequeno. Neste momento, o IC de controle entrará em um estado de baixo consumo de energia, e o consumo de energia de todo o circuito de proteção será inferior a 0,1uA.

4. Proteção sobrecorrente

Quando a bateria descarrega a carga normalmente, quando a corrente de descarga passar pelos dois MOSFETs conectados em série, devido à resistência dos MOSFETs, uma tensão será gerada em ambas as extremidades do MOSFET. O valor de tensão U=I*RDS*2, RDS é uma única resistência à condução MOSFET, o pino "CS" no IC de controle detecta o valor da tensão. Se a carga for anormal por alguma razão, a corrente de loop aumentará. Quando a corrente de loop é grande o suficiente para fazer U>0.15V (este valor é controlado por IC decide que diferentes ICs têm valores diferentes), seu pino "DO" mudará de alta tensão para tensão zero, girando M1 de ligado para desligado, o que corta o circuito de descarga e torna a corrente no circuito zero. Para proteção sobre corrente.

No processo de controle acima, pode-se ver que o valor de detecção sobrecorrente depende não apenas do valor de controle do IC de controle, mas também da resistência do MOSFET. Quando a resistência do MOSFET é maior, a proteção sobrecorrente do mesmo ic de controle menor o valor.

5. Proteção contra curto-circuito

Quando a bateria está descarregando a carga, se a corrente de loop for tão grande que U>1V (este valor é determinado pelo IC de controle, diferentes ICs têm valores diferentes), o IC de controle julgará que a carga está em curto-circuito, e seu pino "DO" irá rapidamente Girar de alta tensão para tensão zero, M1 é ligado para desligado, cortando assim o circuito de descarga e desempenhando o papel de proteção contra curto-circuito. O tempo de atraso da proteção contra curto-circuito é extremamente curto, geralmente inferior a 7 microssegundos. Seu princípio de trabalho é semelhante à proteção atual

O pino CS de DW01 é o pino de detecção atual. Quando a saída é curto-circuito, a queda de tensão da carga e controle de descarga MOSFET aumenta acentuadamente, e a tensão do pino CS sobe rapidamente. O sinal de saída DW01 faz com que o controle de carga e descarga MOSFET desligue rapidamente, obtendo assim proteção contra corrente ou curto-circuito.