Das Prinzip der 3,7 V Lithiumbatterie-Schutzplatte

1. Einzelzellen-Lithiumbatterieschutzschaltung

Eine einzelne Lade- und Entladungsschutzschaltung für Lithiumzellen, spezifischere Zusammensetzung der Ausführungsform, aber das Prinzip oder weniger, im Folgenden für ein Mobiltelefon, wird eher als Beispiel für eine Schaltung zur Analyse als Referenz verwendet.

Der Steuerchip der Schaltung ist DW01 (oder 312F) und die MOS-Schaltröhre ist 8205A. Wie in 6 gezeigt, sind B + und B- die positiven bzw. negativen Pole der Batterie; P + und P- sind der positive Ausgang der Schutzplatine. Negativ; T ist der NTC-Anschluss (Temperature Resistance), der im Allgemeinen mit der CPU der Appliance zusammenarbeiten muss, um eine Schutzsteuerung durchzuführen.

DWO1 oder 312F ist ein Lithiumbatterieschutzchip, eine eingebaute hochgenaue Spannungserkennungsschaltung und die Verzögerungszeit. Die Hauptparameter sind wie folgt: Die Überladungserkennungsspannung beträgt 3 V, die Überladungsfreigabespannung 4,05 V; Überentladungserkennungsspannung von 2,5 V Die Überentladungsspannung beträgt 3,0 V; die Überstromerkennungsspannung beträgt 5 V und die Kurzschlussstromerkennungsspannung beträgt 1,0 V; Mit DW01 kann der maximale Ausgangsstrom der Batterie 3,3 A betragen. Die Pin-Funktion dieses Chips ist in Tabelle 1 gezeigt.

(1) Normale Arbeit

Die Schaltung der Schutzplatine ist in Abbildung 7 dargestellt. Wenn die Zellenspannung zwischen 2,5 V und 4,3 V liegt, geben beide Pins 1 und 3 von DW01 einen hohen Pegel (gleich der Versorgungsspannung) und die Spannung des 2-Pin aus ist 0V. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die beiden N-Kanal-FETs Q1 und Q2 im 8205A alle im eingeschalteten Zustand. Da der Einschaltwiderstand des 8205A gering ist, entspricht er der direkten Verbindung zwischen den D- und S-Polen. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der negative Pol der Zelle und das P der Schutzschaltung Der Anschluss - - der direkten Kommunikation, und die Schutzschaltung hat einen Spannungsausgang. Die Stromschleife ist wie folgt: B + → P + → Laden. P- → 8205A, 2, 3 Fuß → 8205 von 8205A → 8 Fuß von 8205A → 6, 7 Fuß von 8205A → B-.

[Hinweis] In dieser Schaltung können die internen 8205A-FETs Q1 und Q2 zwei Schaltern entsprechen. Wenn die G-Pol-Spannung von Q1 oder Q2 größer als 1 V ist, wird der Schalter eingeschaltet und der Innenwiderstand zwischen D und S ist klein (zig Milliohm), was dem Schließen des Schalters entspricht. Wenn die G-Pol-Spannung weniger als 0,7 V beträgt, wird die Schaltröhre abgeschaltet und der Leitungsinnenwiderstand zwischen den D- und S-Polen ist groß (mehrere Megaohm), was dem Trennen des Schalters entspricht.

(2) Überentladungsschutz

Wenn die Batterie durch eine externe Last entladen wird, nimmt die Spannung an der Batterie allmählich ab und die Spannung im Inneren des DW01 wird in Echtzeit über den Widerstand R1 überwacht. Wenn die Batteriespannung auf 2,3 V abfällt (normalerweise als Überentladungsschutzspannung bezeichnet) Wenn DWO1 glaubt, dass sich die Zelle in einem Überentladungszustand befindet, wird ihre 1-polige Spannung 0 und Q1 wird in 8205A ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt werden die B- und - der Zelle getrennt, dh der Entladungskreis der Zelle wird unterbrochen. Der Akku wird nicht mehr entladen.

Nach dem Eintritt in den Überentladungsschutzzustand steigt die Zellenspannung an. Wenn es auf die Schwellenspannung des IC ansteigen kann (normalerweise 3,1 V, normalerweise als Überentladungsschutz-Wiederherstellungsspannung bezeichnet), nimmt der 1-Pin des DW0 den hohen Ausgangspegel wieder auf, innerhalb von 8205A wird Q1 wieder eingeschaltet.

(3) Batterieladung

Unabhängig davon, ob die Schutzschaltung in den Überentladungszustand übergeht, erkennt DW0 die Ladespannung sofort über die B-Klemme und gibt sofort einen hohen Pegel aus, solange die Ladespannung zwischen den Klemmen P + und P- der Schutzschaltung angelegt wird vom 3-Pin und der Q2-Führung im 8205A. Pass, dh den P-Pass der B-Schutzschaltung der Batterie, das Ladegerät lädt die Batterie auf und seine Stromschleife ist wie folgt: Ladegerät positiv → p + → B + → B-, 8205 von 8205A → 8 Pin von 8205A → 1 Stift 8205A → 2, 3 Fuß 8205A → P- → negatives Ladegerät.

(4) Überladeschutz

Wenn der Akku beim Laden normalerweise vom Ladegerät geladen wird und die Ladezeit zunimmt, steigt die Spannung an der Zelle allmählich an. Wenn die Zellenspannung auf 4,4 V ansteigt (üblicherweise als Überladeschutzspannung bezeichnet), DW01 Es wird beurteilt, dass sich die Zelle im Überladungszustand befindet, und die Spannung von Pin 3 sofort auf 0 V reduziert. Q2 in 8205A wird aufgrund des niedrigen Pegels von Pin 4, zu diesem Zeitpunkt des B-Pols der Zelle und des P-Endes der Schutzschaltung, abgeschaltet. Die Batterie wird getrennt und gehalten, dh der Ladekreis der Batterie Die Zelle wird abgeschnitten und der Ladevorgang wird gestoppt.

Wenn die P + - und P- -Anschlüsse der Schutzschaltung mit der Entladungslast verbunden sind, obwohl der Q2 ausgeschaltet ist, entspricht die positive Richtung der Diode im Inneren der Stromrichtung der Entladeschaltung, sodass die Last weiterhin bestehen kann entladen. Wenn die Spannung an der Batterie niedriger als 4,3 V ist (üblicherweise als Überladeschutz-Wiederherstellungsspannung bezeichnet), verlässt DW01 den Überladeschutzzustand, 3 Fuß geben einen hohen Pegel wieder aus, Q2 ist eingeschaltet, dh das B-Ende von Der Batteriekern Der P-Anschluss der Schutzschaltung wird wieder angeschlossen, und die Batterie kann normal geladen und entladen werden.

(5) Überstromschutz

Da der Innenwiderstand der MOs-Schaltröhre ebenfalls gesättigt ist, tritt bei fließendem Strom der Spannungsabfall zwischen den D- und S-Polen der MOs-Schaltröhre auf, und der Schutzsteuer-IC erfasst die Spannung der D- und S-Pole von Die MOs schalten die Röhre in Echtzeit. Wenn die Spannung auf die IC-Schutzschwelle ansteigt (im Allgemeinen 0,15 V, die als Entladungsüberstromerkennungsspannung bezeichnet wird), gibt der Entladungsschutzaktuator sofort einen niedrigen Pegel aus, der Schalter der Entladesteuerungs-MOs wird ausgeschaltet und die Entladeschleife wird getrennt.

In Abbildung 7 erfasst DW01 den Spannungsabfall über dem MOs-Schalter in Echtzeit über einen Widerstand R2, der zwischen den Klemmen V- und VSS angeschlossen ist. Wenn der Laststrom zunimmt, nimmt auch der Spannungsabfall an Q1 oder Q2 zu. Wenn der Spannungsabfall 0,2 V erreicht, beurteilt DWO1, dass der Laststrom den Grenzwert erreicht hat, sodass seine 1-polige Spannung auf 0 V und das Innere von 8205A abfällt. Die Entladungssteuerungsröhre Q1 wird ausgeschaltet und der Entladekreis der Batterie Zelle ist abgeschnitten. Überstromschutz wird erreicht.

(6) Übertemperaturschutz

Der T-Port auf der Schutzplatine ist ein Übertemperaturschutzende und mit der CPU des Verbrauchers verbunden. Eine übliche Übertemperaturschutzschaltung ist einfacher, dh ein NTC-Widerstand (siehe R4 in Abbildung 7) ist am T-Anschluss und am P-Anschluss angeschlossen, und der Widerstand ist nahe am Batteriekern montiert. Wenn sich das Elektrogerät längere Zeit in einem Hochleistungsbetriebszustand befindet (z. B. wenn sich das Mobiltelefon längere Zeit in einem Anrufzustand befindet), steigt die Temperatur des Batteriekerns und der Widerstandswert des NTC wird allmählich abnehmen. Der Widerstand der CPU des elektrischen Geräts erkennt den Widerstandswert des NTC und wenn der Widerstandswert abnimmt. Wenn die CPU den Schwellenwert festlegt, gibt die CPU sofort einen Befehl zum Herunterfahren aus, um zu verhindern, dass die Batterie mit Strom versorgt wird, und hält nur einen kleinen Standby-Strom aufrecht, wodurch der Zweck des Schutzes der Batterie erreicht wird.

[Hinweis] Wenn sich die Schutzplatine im Schutzzustand befindet, können Sie die B- und P-Klemmen kurzschließen, um die Schutzplatine zu aktivieren. Zu diesem Zeitpunkt geben die Lade- und Entladeschutz-Ausführungsklemmen (OC, OD) des Steuerchips einen hohen Pegel aus. Lassen Sie MOs.