Miten litiumakun suojakytkentälevyt pitävät solut turvallisina ja luotettavina?

Vihreä PCB-suojakortti suojaa litiumpatterit akun ylilatautumiselta, tyhjenemiseltä ja oikosululta ohjaamalla piirissä olevan MOS-komponentin päälle/pois-toimintoa.

Käyttää älykkäästi MOS:n ominaisuuksia estämään ylikuorma ilman lisälaitteita.

Ensimmäinen suojarivi – akkusolun "luodinvasta"

Litiumparistojen täyteaineet ovat syttyviä ja räjähtäviä, niiden kemialliset ominaisuudet eivät ole kovin stabiilit, ja ongelmia voi esiintyä, jos jännite ja virta ovat liian suuria tai liian pieniä.

Jokainen tavallinen litiumakku toimitetaan tehtaalta suojakortilla varustettuna

Tämän suojalevyn toiminta on erittäin rajallista. Se tarjoaa ainoastaan vähimmäissuojauksen.

Tarjoaa perussuojauksen silloin, kun syöttöjännite on yli 4,4 V, jännite on alle 2,1 V tai tapahtuu oikosulku (liiallinen transienttivirta).

Lataussuojakortti käyttää peruskomponentteja varmistaakseen moduulin korkean luotettavuuden ja herkkyyden.

• Kaavion mukaan ohjaus-IC seuraa litiumakun tilaa ja ohjaa MOS-putken kytkemistä, jolla säädellään latauspiirin kytkemistä päälle ja pois.

• Sulake estää ohjaus-IC:n vaurioitumisen ja katkaisee nopeasti latauspiirin, jos korkea virta aiheuttaa oikosulun.

Normaali lataus

 Ylikuormitussuoja

Ohjaus-IC:n jalka 5 havaitsee ylijännitteen → kytkee Q2:n pois päältä → latauspiiri sammutetaan

• Palautusehdot

Ulkoisen latausjännitteen aleneminen

Akkukenno purkautuu osittain ja kennojännite laskee

 

Normaali purku

Ylikiristyksen suoja

Ohjaus-IC:n Vdd-Vss-jännite havaitsee alhaisen jännitteen → kytkentä Q1 pois päältä → purkauksesta vastaava piiri sammutetaan

 

Oikosulun ylivirtasuojaus

Sulake – Se katkaisee virran, kun on olemassa suuri transienttivirta. Tämä estää ohjaus-IC:n vaurioitumisen. Se on puhtaasti fyysinen suojaus ja viimeinen varmistus.

Yleinen käytäntö nykyään on käyttää MOS-komponentin sisäisen resistanssin ominaisuuksia ylivirran tunnistamiseen.

Esittelyn edellä on tarpeen selventää

• MOS-putken sisäinen resistanssi on noin 30 mΩ ω , ja kahden MOS-putken kokonaisresistanssi on 60 mΩ ω .

• Teoria: Kun vastuksen läpi kulkee 10 mA virta ja 1 A virta, jännite-ero päissä on erilainen.

Ohjaus-IC:llä

• Jännite-ero MOS:n Vds:n kahden pään välillä

• MOS:n sisäinen vastus Rds

• Ohjaus-IC:n sisällä asetettu kynnysarvo on yleensä 0,1 V

Ohmin lain mukaan

I = Vds / Rds = 0,1 V / 0,06 ω ~ 2 A

Näin ohjaus-IC havaitsee jännitteen pinnin 2 kautta. Pieni jännite-ero voi laukaista valmistajan esiasettaman kynnyksen.

Ylittää P2:n, jolloin ylittyy jännitekynnys → määrittää ylivirta > 1 A → sammutetaan MOS-putki → katkaistaan piiri.

määritetään ylivirta lisälaiteiden asentamatta.