Hücre Dengesi Devresinin Çalışma Prensibi

Lityum pil koruma panosu, pil koruma IC, voltaj ve diğer farklı parametrelere göre farklıdır. Koruma kurulunun iki temel bileşeni vardır: güvenilir koruma parametreleri elde etmek için daha doğru olan bir koruma IC; diğeri ise ana daki MOSFET dizesidir Bu koruma eylemleri gerçekleştirmek için şarj ve deşarj devresinde yüksek hızlı bir anahtar görevi görür. Çift NMOS tüp 8205A ile DW01 ile açıklayalım.

Lityum pil dengesi devresi koruma cihazının devre prensibi yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. Genel olarak konuşursak, esas olarak pil koruma kontrolü ICDW01 ve harici deşarj anahtarı M1 ve şarj anahtarı M2 tarafından gerçekleştirilir. Kontrol IC, akü voltajı ve döngü akımını izlemekten ve iki MOSFET'in kapılarını kontrol etmekten sorumludur. MOSFET'ler devrede anahtar görevi göredeğişir. P+/P terminalleri şarj aletine bağlandığında ve pil normal şarj edildiğinde, M1 ve M2 her ikisi de iletim halindedir. Durum: Kontrol IC anormal şarj algılar, şarj sona erdirmek için M2 kapatır. P+/P- terminali yüke bağlandığında ve pil normal şekilde boşaltıldığında, hem M1 hem de M2 açık olur; kontrol IC anormal deşarj algılar, M1 deşarj sona erdirmek için kapatılır.

Devre aşırı şarj koruma, aşırı deşarj koruması, aşırı akım koruması ve kısa devre koruma işlevlerine sahiptir.

Akü denge devresinin çalışma prensibi aşağıdaki gibi analiz edilir:

1) Normal durum

Normal durumda, devredeki DW01 çıkışıyüksek geriliminin "CO" ve "DO" pimleri. Her iki MOSFET seve durumdadır ve pil serbestçe şarj edilip boşaltılabilir. MOSFET'in on-direnci küçük olduğundan, genellikle 30 miliohm'dan daha azdır, bu nedenle on-direnci devrenin performansı üzerinde çok az etkiye sahiptir.

Bu durumda, koruma devresinin geçerli tüketimi uA'dır.

2) Aşırı şarj koruması

Lityum-iyon piller için gerekli şarj yöntemi sabit akım/sabit voltajdır. Şarjın ilk aşamasında, sabit akım şarj ıdır. Şarj işlemi ile, gerilim 4.2V yükselecek (pozitif elektrot malzemesine bağlı olarak, bazı piller 4.1V sabit voltaj değeri gerektirir), akım daha küçük ve daha küçük hale gelene kadar sabit voltaj şarj geçiş. Akü şarj edildiğinde, şarj devresi kontrolü kaybederse, akü voltajı 4.2V'u aştıktan sonra sabit akımla şarj olmaya devam edecektir. Şu anda, pil voltajı yükselmeye devam edecektir. Akü voltajı 4,3V'dan fazla şarj edildiğinde, pilin kimyayan reaksiyonları yoğunlaşarak pil hasarına veya güvenlik sorunlarına neden olur.

Koruma devresi olan bir pilde, kontrol IC (DWO1) akü geriliminin 4,3V'a ulaştığını algıladığında (bu değer kontrol IC tarafından belirlenir, farklı IC'ler farklı değerlere sahiptir), "CO" pimi yüksek gerilimden Sıfır voltajına göre değişir ve böylece şarj devresi kesilerek şarj devresi kesilir ve şarj cihazıartık aküşarj ı şarj etme ve aşırı şarj koruma rolü oynar. Şu anda, M2 vücut diyot VD2 varlığı nedeniyle, pil diyot aracılığıyla dış yük boşaltabilirsiniz. Kontrol IC, akü voltajı 4.05V'u aştığını algıladığında ve M2'yi kapatmak için sinyal gönderdiğinde, aşırı şarj serbest bırakılır ve M2 şarja başlamak için açık hale alınır.

3. Aşırı deşarj koruması

Akü dış yükü boşalttığında, boşaltma işlemiyle birlikte voltajı kademeli olarak azalır. Akü gerilimi 2.5V'a düştüğünde kapasitesi tamamen boşaltılmıştır. Şu anda, pil yükü boşaltmaya devam ederse, pil hasarına neden olur. Kalıcı hasar

Akü boşaltma işleminde, kontrol IC pil geriliminin 2,5V'dan daha düşük olduğunu algıladığında (bu değer kontrol IC tarafından belirlenir, farklı IC'ler farklı değerlere sahiptir), "DO" pimi yüksek gerilimden sıfır voltaca dönüşür, M1'i açıktan kapanır, bu da boşaltma devresini keser, böylece pil artık yükü boşaltamaz , aşırı deşarj koruma bir rol oynar. Şu anda, M1 vücut diyot VD1 varlığı nedeniyle, şarj cihazı bu diyot üzerinden pil şarj edebilirsiniz.

Aşırı deşarj koruma durumunda akü gerilimi düşürülemediğinden, koruma devresinin akım tüketiminin son derece küçük olması gerekir. Şu anda, kontrol IC düşük güç tüketimi durumuna girecek ve tüm koruma devresinin güç tüketimi 0,1uA'dan daha az olacaktır.

4. Aşırı akım koruması

Akü normal olarak yük boşalttığında, deşarj akımı seri olarak bağlanan iki MOSFET'ten geçtiğinde, MOSFET'lerin on-direnci nedeniyle MOSFET'in her iki ucunda da bir gerilim oluşturulacaktır. Voltaj değeri U=I*RDS*2, RDS tek bir MOSFET iletim direncidir, ic kontrol üzerindeki "CS" pimi gerilim değerini algılar. Yük nedense anormalse, döngü akımı artar. Döngü akımı U>0.15V yapmak için yeterince büyük olduğunda (bu değer IC tarafından kontrol edilir farklı IC'ler farklı değerlere sahip olduğuna karar verir), onun "DO" pini yüksek gerilimden sıfır voltaj değiştirmek, itibaren m1 dönüm, deşarj devresi keser ve devre de akım sıfır yapar. Aşırı akım koruması için.

Yukarıdaki kontrol sürecinde, aşırı akım algılama değerinin sadece kontrol IC'sinin kontrol değerine değil, aynı zamanda MOSFET'in direncine de bağlı olduğu görülebilir. MOSFET'in on-direnci daha büyük olduğunda, aynı kontrolün aşırı akım koruması IC Değeri ne kadar küçükse.

5. Kısa devre koruması

Pil yükü boşalttığında, döngü akımı U>1V 'den çok büyükse (bu değer kontrol IC tarafından belirlenir, farklı IC'ler farklı değerlere sahiptir), kontrol IC yükün kısa devre olduğunu ve "DO" pininin yüksek gerilimden sıfır gerilime hızla döneceğini, M1'in açıktan kapana doğru döndüğünü, böylece deşarj devresinin kesilmesini ve kısa devre koruması rolünü oynadığını gösterir. Kısa devre korumasının gecikme süresi son derece kısadır, genellikle 7 mikrosaniyeden daha azdır. Çalışma prensibi, mevcut koruma üzerinde benzer

DW01'in CS pini geçerli algılama pimidir. Çıkış kısa devre yapıldığında, şarj ve deşarj kontrolü MOSFET'in voltaj düşüşü keskin bir şekilde artar ve CS pininin gerilimi hızla artar. DW01 çıkış sinyali, şarj ve deşarj kontrolünün MOSFET'in hızlı bir şekilde kapanarak aşırı akım veya Kısa devre koruması elde etmesine neden olur.