Schmelzschutz für Lithiumbatterien

Während der Verwendung von wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien wirken sich Überladung, Überentladung und Überstrom auf die Lebensdauer, Leistung und Sicherheit der Batterie aus. Die Sicherung in der wiederaufladbaren Batterie wird als sekundärer Überstromschutz in Verbindung mit dem IC-Regelkreis wirksam überwacht und verhindert eine Beschädigung der Batterie.

In den letzten Jahren haben Lithium-Ionen-Akkus mit der Miniaturisierung und Popularisierung mobiler Geräte die Vorteile einer geringen Größe, eines geringen Gewichts, einer hohen Ausgangsspannung, einer stabilen Entladespannung und einer langen Lagerzeit, was zur Verwendung von Lithium-Ionen geführt hat wiederaufladbare Batterien für Elektrogeräte zum Aufsteigen.

Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien sind eine der lithium-batterien (wiederaufladbare Sekundärbatterien), die Schutzleitungen in der Batterie platzieren und die Batterie wirksam vor Beschädigung durch Überladung, Überentladung, Überlauf oder unsachgemäße Verwendung schützen können. Als Überstromschutzvorrichtung kann die Sicherung den Batterieschaden schützen, der durch den großen Strom und den Kurzschluss während des Ladens oder Entladens des Lithium-Ionen-Akkus verursacht wird.

Diese Schutzschleife besteht aus zwei MOSFETs und einem Steuer-IC sowie einigen Widerstandselementen. Der Steuer-IC ist für die Überwachung der Batteriespannung und die Steuerung der beiden MOSFET-Gatter verantwortlich. Der MOSFET wirkt als Schalter in der Schaltung und steuert den Schalter und das Ausschalten der Ladeschleife bzw. der Entladeschleife. Die Sicherung dient als sekundärer Schutz für die Sicherung. C2 ist ein Verzögerungskondensator. Die Schaltung hat die Funktionen Überladeschutz, Überentladungsschutz, Überstromschutz und Kurzschlussschutz.

Normale Arbeitsbedingungen

Beim normalen Laden und Entladen werden die hohen Pegel von C0 und D0 Fuß des Steuer-IC in der Schaltung gesteuert, und V1 und V2 werden alle eingeschaltet. Der Ladestrom fließt vom Eingang + ein, lädt den Akku über die Sicherung auf und fließt nach V1 und V2 vom Eingang ab. Während der normalen Entladung fließt der Strom durch Eingang und V2 und V1 zur negativen Elektrode der Batterie, und seine Stromrichtung ist entgegengesetzt zur Ladestromrichtung. Da V1 der Leitungswiderstand Rds (ON) von V2 minimal ist, beträgt der Verbrauchsstrom in diesem Zustand μA und daher ist der Verlust gering.

Überladeschutz

Der Akku wird in der Anfangsphase des Ladevorgangs für konstanten Strom aufgeladen, und die Batteriespannung steigt mit der Verlängerung der Ladezeit an. Wenn der IC erkennt, dass die Batteriespannung die Überladungserkennungsspannung erreicht (dieser Wert wird vom Steuer-IC bestimmt), wird der C0-Fuß von Gaodianya auf eine niedrige Spannung geändert, so dass das MOSFET-Gatter, das das Laden steuert, extrem ausgeschaltet ist Das heißt, V2 wird vom Piloten zum Schalter ausgeschaltet, um die Ladeschleife zu unterbrechen, so dass das Ladegerät den Akku nicht vor dem Laden schützen kann. Die Überladungserkennung entspricht einer Impulsladung und Fehleraktionen aufgrund von Rauschen. Die Verzögerungszeit muss eingestellt werden. Die Verzögerungszeit wird durch C2 bestimmt und ist im Allgemeinen auf ungefähr 1s eingestellt.

Überentladungsschutz

Der Überentladungsschutz stoppt die Entladung der Last, wenn die Batteriespannung niedriger wird. Wenn die Batterie die Last entlädt, nimmt ihre Spannung mit dem Entladevorgang allmählich ab. Wenn die Batteriespannung unter die Überentladungstestspannung fällt, ist ihre Kapazität vollständig entladen. Wenn sich der Akku weiter entlädt, wird der Akku dauerhaft beschädigt. Wenn der Steuer-IC erkennt, dass die Batteriespannung niedriger als die Überentladungspunkt-Erkennungsspannung ist, ändert sich daher der D0-Fuß des Steuer-IC von Gaodianya auf eine niedrige Spannung, so dass der V1 vom Schalter zum Aus-Stromkreis ausgeschaltet wird um die Entladeschleife zu unterbrechen, und der Akku kann nicht weiter entladen werden. Spielen Sie eine schützende Rolle. Da die Batteriespannung nicht mehr unter die Überentladungstestspannung gesenkt werden kann, muss der Steuer-IC einen minimalen Strom verbrauchen. Die Überentladungserkennung entspricht einer Impulsladung und Fehleraktionen aufgrund von Rauschen, und die Verzögerungszeit, die eingestellt werden muss, beträgt im Allgemeinen etwa 100 ms.

Überstromschutz und Kurzschlussschutz

Der Überstromschutz beendet das Entladen der Last, wenn ein großer Strom verbraucht wird. Der Zweck dieser Funktion besteht darin, die Batterie und den MOSFET zu schützen, um die Sicherheit der Batterie unter Arbeitsbedingungen zu gewährleisten. Während des normalen Entladevorgangs fließt der Strom durch die beiden MOSFETs, da der Einschaltwiderstand einen Spannungsabfall verursacht. Dieser Spannungswert U = I * [R1ds + R2ds], wobei die eingeschalteten V1 und V2 als Widerstände betrachtet werden, dh R1ds und R2ds, wenn die Last eine Abnormalität verursacht, die den Schleifenstrom aus irgendeinem Grund erhöht, wenn der Strom ansteigt Damit die Spannung auch auf den vom Steuer-IC bestimmten Spannungswert ansteigt, wechselt der D0-Pin des Steuer-IC schnell von Hochspannung zu Niederspannung. Schalten Sie V1 aus, um die Entladeschleife abzuschalten, und der Schleifenstrom wird Null. Die Verzögerungszeit, die eingestellt werden muss, beträgt im Allgemeinen etwa 13 ms. Wenn die Spannung auf den vom Steuer-IC bestimmten Spannungswert erhöht wird (wenn der IC feststellt, dass die Last kurzgeschlossen ist), wird V1 ein- und ausgeschaltet, und sein Funktionsprinzip ähnelt dem Überstromschutz. Die Verzögerungszeit für den Kurzschlussschutz beträgt im Allgemeinen weniger als 7 μs. Wenn der Strom im Falle eines Unfalls weiter ansteigt, bietet die Sicherung während des Überstroms einen sekundären Schutz, wodurch eine dauerhafte Beschädigung des Steuer-IC und des MOSFET im Stromkreis vermieden wird.

Das Obige beschreibt detailliert das Funktionsprinzip der Schutzschaltung von Lithium-Ionen-Akkus. Neben der Steuerung von ICs und MOSFETs gibt es eine wichtige Komponente in der Schaltung, nämlich die Sicherung, die eine sekundäre Überlaufschutzrolle in der Schaltung spielt. Da sein Widerstand sehr gering ist und der Energieverbrauch in der Schaltung vernachlässigbar ist, ist dies der Hauptgrund, warum viele Batteriehersteller erwägen, das PTC-Polymer (Innenwiderstand zu groß) durch eine neue laminierte mehrschichtige Keramikchipsicherung zu ersetzen.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.