Prinzip der Schaltung der Lithiumbatterieschutzplatine

Die Lithiumbatterie (wiederaufladbar) wird zum Schutz benötigt, wird durch ihre eigenen Eigenschaften bestimmt. Aufgrund des Lithiumbatteriematerials selbst wird festgestellt, dass es nicht zu Überladung, Entladung, Überstrom, Kurzschluss und Laden und Entladen kommen kann, entsprechend hoch Lithiumbatterie Li-Ion Batteriekomponenten folgen immer einer empfindlichen Schutzplatine und einem Stück Stromsicherung.

Lithiumbatterieschutzfunktion

Die Lithiumbatterieschutzfunktion wird normalerweise durch die Koordination der Schutzplatine und des PTC-Stromversorgungsgeräts ausgeführt, die Schutzplatte besteht aus elektronischen Schaltkreisen und 40 ° C bis + 85 ° C unter der Umgebung einer zeitgenauen Überwachung der Batteriespannung und des Stromkreises sowie des Steuerstromkreises Ein- und Ausschalten; PTC verhindert bei hohen Temperaturen schwere Schäden an der Batterie.

Gewöhnliche Li-Ionen-Batterieschutzplatten umfassen normalerweise Steuer-IC, MOS-Schalter, Widerstand, Kondensator und Hilfsgerät FUSE, PTC, NTC, ID, Speicher usw. Welche Steuer-ICs im Fall einer normalen MOS-Schalter-Steuerung Batterien mit dem herstellen Leitung des externen Stromkreises, und wenn der Spannungskreis der Batterieschleife den angegebenen Wert überschreitet oder überschreitet, wird der MOS-Schalter sofort ausgeschaltet, um die Sicherheit der Batterien zu gewährleisten.

Beim Schutz der Platte unter normalen Bedingungen für Vdd und Vss mit hohem Pegel, VM als niedriger Pegel, DO, CO für hohen Pegel, wenn Vdd und Vss, VM eine Parametertransformation durchführen, ändert sich der Pegel auf DO oder CO.

Das Prinzip der Lithiumbatterie-Schutzplatine

Lithiumbatterien (wiederaufladbar) werden zum Schutz benötigt, werden durch ihre eigenen Eigenschaften bestimmt. Materialien aufgrund der Lithiumbatterie selbst bestimmen, dass es nicht zu Überladung, Entladung, Überstrom, Kurzschluss und Ultrahochtemperatur-Ladung und -Entladung kommen kann Lithium-lithium-batterie-Komponenten folgen immer einer empfindlichen Schutzplatine und einem Stromschutzgerät.

Die Lithiumbatterieschutzfunktion wird normalerweise durch die Koordination der Schutzplatine und des PTC-Stromversorgungsgeräts ausgeführt, die Schutzplatte besteht aus elektronischen Schaltkreisen und 40 ° C bis + 85 ° C unter der Umgebung einer zeitgenauen Überwachung der Batteriespannung und des Stromkreises sowie des Steuerstromkreises Ein- und Ausschalten; PTC verhindert bei hohen Temperaturen schwere Schäden an der Batterie.

Gewöhnliche Li-Ionen-Batterieschutzplatten umfassen normalerweise Steuer-IC, MOS-Schalter, Widerstand, Kondensator und Hilfsgerät FUSE, PTC, NTC, ID, Speicher usw. Welche Steuer-ICs im Fall einer normalen MOS-Schalter-Steuerung Batterien mit dem herstellen Leitung des externen Stromkreises und wenn der Spannungskreis der Batteriespannung den angegebenen Wert überschreitet oder überschreitet, wird der MOS-Schalter sofort ausgeschaltet, um die Sicherheit der Batterien zu gewährleisten.

Beim Schutz der Platte unter normalen Bedingungen für Vdd und Vss mit hohem Pegel, VM als niedriger Pegel, DO, CO für hohen Pegel, wenn Vdd und Vss, VM eine Parametertransformation durchführen, ändert sich der Pegel auf DO oder CO.

: 1, Erfassung der Ladespannung im Normalzustand, Vdd steigt allmählich zu CO an, was zu normalen Zeiten einen hohen Pegel bis zu einer niedrigen elektrischen Spannung zwischen Vdd und VSS umfasst.

2, Ladehubspannung: Unter dem Ladestatus, der allmählich auf Vdd CO reduziert wurde, umfasste er zu normalen Zeiten zwischen Vdd und VSS einen niedrigen Pegel bis Hochspannungsstrom.

3, Überentladungserfassungsspannung: Normalerweise umfasste Vdd, das allmählich auf DO reduziert wurde, zu normalen Zeiten einen hohen Pegel bis eine niedrige elektrische Spannung zwischen Vdd und VSS.

4, Überentladungsspannung entfernen: Im Zustand der Überentladung stieg Vdd allmählich zu DO an, das zu normalen Zeiten zwischen Vdd und VSS einen niedrigen Pegel bis Hochspannungsstrom umfasste.

5, Überstromerkennungsspannung: 1 Im Normalzustand änderte sich die VM zu DO zu normalen Zeiten allmählich von einem hohen Pegel zu einer niedrigen elektrischen Spannung zwischen VM - VSS.

6 2 Erfassungsspannung, Überstrom, unter normalen Bedingungen steigt die VM von der OV mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 ms unter 4 ms auf DO an und umfasst zu normalen Zeiten einen hohen Pegel bis zu einer niedrigen elektrischen Spannung zwischen VM - VSS.

7, Lastkurzschlussspannung: Im Normalzustand umfasste die VM zu OV mit 1 mu S über 50 mu S Geschwindigkeit zu DO zu normalen Zeiten eine hohe bis niedrige elektrische Spannung zwischen VM - VSS.

8, Ladegerät-Erkennungsspannung: Im Zustand einer Überentladung fällt VM zu OV allmählich auf DO ab und wechselt zu normalen Zeiten von einem niedrigen Pegel zu einer hohen Spannung zwischen elektrischem VM - VSS.

9, normalerweise Arbeitsverbrauchsstrom: Im Normalzustand ist der Fluss zum VDD-Klemmenstrom (IDD) der Stromverbrauch, der normalerweise arbeitet.

10, Verbrauch über Entladestrom: im Entladezustand über die VDD-Klemme im Strom (IDD) für den Stromverbrauch im Exil.

Die typische Lithiumbatterieschutzschaltung

Aufgrund der chemischen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien führt bei normaler Verwendung die interne chemische positive Reaktion der gegenseitigen Umwandlung zwischen Elektrizität und chemischer Energie, jedoch unter bestimmten Bedingungen, wie Überladung, Überentladung und Überstrom, zu einer chemischen Reaktion Wenn die Nebenwirkungen im Inneren der Batterie zunehmen, wird dies die Leistung und Lebensdauer der Batterie ernsthaft beeinträchtigen und kann eine große Menge Gas produzieren. Dadurch steigt der Innendruck der Batterie nach der durch Sicherheitsprobleme verursachten Explosion schnell an Für eine Lithiumbatterie ist eine Schutzschaltung erforderlich, die zum Laden und Entladen der Batterie zur wirksamen Überwachung und unter bestimmten Bedingungen zum Unterbrechen des Ladegeräts verwendet wird, um eine Beschädigung der Batterieentladeschaltung zu vermeiden

Nachfolgend finden Sie ein typisches Prinzipschaltbild für den Schutz von Lithiumbatterien.

Wie oben gezeigt, besteht die Schutzschaltung aus zwei MOSFETs (V1, V2) und einem Steuer-IC (N1) sowie einigen Komponenten der Widerstandskapazität. Der Steuer-IC ist für die Überwachung der Batteriespannung und des Schleifenstroms verantwortlich und steuert die beiden MOSFETs Gate, MOSFET-Schalter Rolle in der Schaltung, steuert jeweils die Ladeschaltung und Entladeschaltung der Leitung und Abschaltung, C3, um den Kondensator zu verzögern, die Schaltung hat Überladeschutz, Entladeschutz, Überstromschutz und Kurzschlussschutzfunktion, ihre Funktionsprinzipanalyse ist wie folgt:

1, der Normalzustand

Schaltung unter normalen Bedingungen für N1 "CO" und "DO" Fuß hohe Ausgangsspannung, beide MOSFET im Leitungszustand, kann die Batterie frei geladen und entladen werden, da die MOSFET-Leitungsimpedanz sehr klein ist, normalerweise weniger als 30 Milliohm, Daher hat sein Leitungswiderstand nur einen geringen Einfluss auf die Leistung der Schaltung. Unter der Zustandsschutzschaltung für den Stromverbrauch mu A Pegel, normalerweise weniger als 7 mu A.

2, Überladeschutz

Lithium-Ionen-Batterien erfordern zu Beginn des Ladevorgangs eine Konstantstrom- / Konstantspannungsladung, für die Konstantstromladung, da der Ladevorgang die Spannung auf 4,2 V ansteigt (je nach positivem Elektrodenmaterial ist etwas erforderlich, benötigen einige Batterien Konstanten Druckwert ist 4,1 V), um eine konstante Spannung zu laden, bis der Strom immer kleiner wird. Wenn die Batterie während des Ladevorgangs, der Ladekreis außer Kontrolle geraten, kann die Batteriespannung mehr als 4 betragen. Nach 2 V bis Beim Laden mit konstantem Strom steigt die Batteriespannung weiter an. Wenn die Batteriespannung auf mehr als 4,3 V aufgeladen wird, verschlimmern sich die chemischen Nebenwirkungen der Batterie, führen zu Zellschäden oder Sicherheitsproblemen. In der Batterie mit Schutzschaltung, wenn die Steuerung Der IC hat die Batteriespannung bei 4,28 V erfasst (der Wert wird vom Steuer-IC bestimmt, der IC hat unterschiedliche Werte), die "CO" -Füße drehen sich von der Hochspannungsnullspannung, der V2 durch Leitung zu sh Um den Ladekreis zu unterbrechen, kann das Ladegerät nicht mehr aufgeladen werden, was zu einem Überladeschutz führt. Aufgrund des Vorhandenseins der V2-Eigenkörperdiode VD2 kann die Batterie von der Diode nach außen entladen werden In dem erkannten Steuer-IC beträgt die Batteriespannung mehr als 4,28 V zwischen dem Signal aus V2, es gibt eine Verzögerungszeit, die Länge der Verzögerungszeit wird durch C3 bestimmt, normalerweise auf 1 Sekunden eingestellt, um den verursachten Fehler zu vermeiden durch Interferenzurteil.

3, Kurzschlussschutz

Während des Ladevorgangs der Batterie wird der Steuer-IC als Lastkurzschluss beurteilt, wenn der große Schleifenstrom U> 0,9 V ergibt (der Wert wird durch den Steuer-IC bestimmt, IC unterschiedlicher Werte haben unterschiedliche Werte). DO "Füße drehen sich schnell durch Hochspannung Nullspannung, V1 von Leitung zu Abschaltung, um den Entladekreis abzuschalten, Kurzschlussschutz. Sehr kurze Verzögerungszeit des Kurzschlussschutzes, normalerweise weniger als sieben Mikrosekunden. Sein Funktionsprinzip und Überstromschutz, nur andere Beurteilungsmethode, Schutz der Verzögerungszeit ist auch unterschiedlich. Neben Steuer-IC gibt es ein weiteres wichtiges Element in der Schaltung, ist ein MOSFET, es spielt die Rolle eines Schalters in der Schaltung, weil es direkt durch zwischen der Batterie und der externen Last, daher hat sein Leitungswiderstand einen Einfluss auf die Leistung der Batterie, wurde mit MOSFET besser gewählt, der Leitungswiderstand ist sehr klein, Innenwiderstand des Batteriepacks ist gering Die Belastbarkeit ist stark, zum Zeitpunkt der Entladung verbraucht sie weniger Strom.

4, Überstromschutz

Aufgrund der chemischen Eigenschaften der Lithium-Ionen-Batterie gibt der Batteriehersteller an, dass der maximale Entladestrom 2 ° C nicht überschreiten sollte (C = Batteriekapazität pro Stunde), wenn die Batterie mehr als 2 ° C entlädt, was zu dauerhaften Schäden oder Sicherheitsproblemen von führt Batterie im Prozess der normalen Lastentladung, Entladestrom nach einer Reihe von zwei MOSFETs, aufgrund der Leitungsimpedanz MOSFET, erzeugt eine Spannung an beiden Enden, die Spannung U = I * RDS * 2, RDS für eine einzelne MOSFET einschalten, Impedanzsteuer-IC das "V -" am Fuße des Prüfspannungswerts, wenn die Last aus irgendeinem Grund abnormal verursacht, erhöhen Sie den Schleifenstrom, wenn der große Schleifenstrom U> 0,1 V (der Wert) macht wird durch den Steuer-IC bestimmt, IC mit unterschiedlichen Werten haben unterschiedliche Werte), die "DO" -Füße drehen sich von Hochspannung Nullspannung, V1 von Leitung zu Abschaltung, wodurch der Entladungskreis abgeschaltet wird, der Strom im Stromkreis ist Null, Überstrom Schutzwirkung.Detec Wenn zwischen dem Signal aus V1 ein Überstrom des Steuer-IC aufgetreten ist, der ebenfalls eine Verzögerungszeit aufweist, wird die Länge der Verzögerungszeit durch C3 bestimmt, üblicherweise für etwa 13 ms, um den durch Interferenzbeurteilung verursachten Fehler zu vermeiden Bei der Steuerung hängt die Größe des Überstrom-Erfassungswerts nicht nur von den Komponenten des Steuer-IC ab, sondern auch vom Leitungswiderstand von Mosfets. Je größer die MOSFET-Leitungsimpedanz für denselben Steuer-IC ist, desto kleiner ist der Wert des Überstroms Schutz.

5, Überentladungsschutz

Wenn sich die Batterie während des Entladens einer externen Last entlädt, verringert sich die Spannung allmählich mit dem Entladevorgang, wenn die Batteriespannung auf 2,5 V abfällt und ihre Kapazität vollständig blinkt verursachen dauerhafte Beschädigung der Batterie. Wenn der Steuer-IC beim Entladen der Batterie feststellt, dass die Batteriespannung niedriger als 2,3 V ist (der Wert wird vom Steuer-IC bestimmt, haben ICs unterschiedlicher Werte unterschiedliche Werte), die "DO" -Füße Schalten Sie von Hochspannung Nullspannung, V1 von Leitung zu Abschaltung, wodurch der Entladekreis unterbrochen wird, kann die Batterie die Last nicht mehr entladen, über Entladungsschutzwirkung. Und als Ergebnis der Existenz der V1-eigenen Körperdiode VD1, Das Ladegerät kann durch die Diode für wiederaufladbare Batterien. Aufgrund des Überentladungsschutzes im Zustand der Batteriespannung kann der Steuer-IC w nicht reduziert werden, erfordert daher einen minimalen Verbrauchsstromschutzkreis Wenn Sie in einen Zustand mit geringem Stromverbrauch eintreten, beträgt der Stromverbrauch der Schutzschaltung weniger als null, 1 mu A. In dem erkannten Steuer-IC ist die Batteriespannung niedriger als 2,3 V, um V1 zu signalisieren der Verzögerungszeit wird durch C3 bestimmt, üblicherweise etwa 100 Millisekunden, um den durch Interferenzbeurteilung verursachten Fehler zu vermeiden.

Während des Steuerungsprozesses hängt die Größe des Überstromerfassungswerts nicht nur von den Komponenten des Steuer-IC ab, sondern auch vom Leitungswiderstand von Mosfets. Je größer die MOSFET-Leitungsimpedanz für denselben Steuer-IC ist, desto kleiner ist die Wert des Überstromschutzes.

5, Kurzschlussschutz

Batterie bei Lastentladungsprozess, wenn der Strom der großen Schleife U> 0,9 V ergibt (der Wert wird vom Steuer-IC bestimmt, verschiedene ICs haben unterschiedliche Werte), wird der Steuer-IC als Lastkurzschluss beurteilt, der "DO" -Fuß wird schnell Bei Nullspannung durch Hochspannungsänderung das T2 durch Leitung abschalten, um den Entladekreis abzuschalten, Kurzschlussschutz. Sehr kurze Verzögerungszeit des Kurzschlussschutzes, normalerweise weniger als sieben Mikrosekunden. Sein Funktionsprinzip und mehr Stromschutz, nur andere Beurteilungsmethode, Schutz der Verzögerungszeit ist auch unterschiedlich.

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