Hvordan lithiumbatteribeskyttelsesplader holder celler sikre og pålidelige?

Den grønne PCB-beskyttelsesplade til lithiumbatterier forhindrer batteriet i at blive overladet, overudladet og kortsluttet ved at styre tænd/sluk-funktionen af MOS i kredsløbet.

Udnytter intelligent MOS-egenskaber til at forhindre overstrøm uden at tilføje ekstra enheder.

Den første beskyttelseslinje – battericellens "kuglesikre vest"

Lithiumbatteriets indhold er brandfarligt og eksplosivt, dets kemiske egenskaber er ikke særlig stabile, og der opstår problemer, hvis spændingen og strømmen er for høj eller for lav.

Alle almindelige lithiumbatterier leveres med en beskyttelsesplade fra fabrikken

Funktionen af denne beskyttelsesplade er meget begrænset. Den yder kun den mindste beskyttelse.

Yder den mest basale beskyttelse, når indgangsspændingen er højere end 4,4 V, spændingen er lavere end 2,1 V, eller der er kortslutning (overdreven transientspidsstrøm).

Opladningsbeskyttelsespladen bruger de mest grundlæggende komponenter for at sikre modules høje pålidelighed og følsomhed.

• Ifølge skematisk diagram overvåger styre-IC'et status for lithiumbatteriet og styrer tænd og sluk for MOS-røret for at kontrollere tænd og sluk for opladningskredsløbet.

• Sikringen forhindrer, at styre-IC'et går i stykker, og afbryder hurtigt opladningskredsløbet, hvis der opstår kortslutning med høj strøm.

Normal opladning

 Overopladningsbeskyttelse

Styre-IC pin5 registrerer overspænding → slukker Q2 → opladningskredsløbet er slukket

• Genoprettelsesbetingelser

Ydre opladningsspænding falder

Battericellen er delvist afladet, og spændingen over battericellen falder

 

Normal afladning

Beskyttelse mod overudledning

Styreenhedens Vdd-Vss spænding registrerer undervoltage → slukker for Q1 → afladningskredsløbet er slukket

 

Kortslutningsbeskyttelse mod overstrøm

Sikring - Den vil frakoble ved stor transiente strøm. Dette er for at forhindre, at styreenheden går i stykker. Det er en rent fysisk beskyttelse og den sidste garanti.

Det almindelige tiltag nu er at bruge MOS-transistorens indre modstands egenskaber til at afgøre overstrøm.

Før introduktionen er det nødvendigt at præcisere

• Indre modstand i MOS-røret er ca. 30 mΩ ω , og den samlede modstand i de to MOS-rør er 60 mΩ ω .

• Teori: Når en modstand leder 10 mA strøm og 1 A strøm, er spændingsforskellen mellem de to ender forskellig.

Styrings-IC af

• Spændingsforskel mellem de to ender af MOS Vds

• MOS intern modstand Rds

• Tærsklen indstillet i styrings-IC er generelt 0,1 V

Ifølge Ohms lov

I = Vds / Rds = 0,1 V / 0,06 ω ~ 2 A

Sådan registrerer styrings-IC spænding gennem Pin2. En lille spændingsforskel kan udløse fabrikantens forudindstillede tærskelværdi.

Overskridelse af P2 overskrider spændingstærsklen → bestemmer overstrøm > 1 A → lukker MOS-røret → afbryder kredsløbet.

fastlæg overstrøm uden at tilføje ekstra enheder.