Hogyan védik a lítium akkumulátorok védelmi áramkörei a cellákat és biztosítják megbízhatóságukat?

A zöld PCB védőkártya a lítium akkumulátorok megakadályozza az akkumulátor túltöltését, túlmerítését és rövidzárlatát a MOS kapcsolóinak vezérlésével az áramkörben.

Ügyesen kihasználja a MOS tranzisztorok tulajdonságait, hogy megakadályozzák a túláramot további eszközök nélkül.

Az első védelmi vonal – az akkumulátorcella „páncélingje”

A lítiumakkumulátorok töltete gyúlékony és robbanásveszélyes, kémiai tulajdonságaik nem túl stabilak, problémák léphetnek fel, ha a feszültség vagy áramerősség túl nagy vagy túl kicsi.

Minden szabályos lítiumakkumulátor gyárilag védőkártyával kerül forgalomba

Ez a védőlap funkciója nagyon korlátozott. Csak a minimális védelmet biztosítja.

Alapvető védelmet nyújt, amikor a bemeneti feszültség nagyobb, mint 4,4 V, a feszültség alacsonyabb, mint 2,1 V, vagy rövidzárlat van (túl magas tranziens áram).

A töltési védőkártya a legegyszerűbb alkatrészeket használja a modul magas megbízhatóságának és érzékenységének biztosításához.

• A sémadiagram szerint a vezérlő IC figyeli a lítium-akkumulátor állapotát, és vezérli a MOS tranzisztor be- és kikapcsolását, ezzel szabályozva a töltési áramkör be- és kikapcsolását.

• Az biztosíték megakadályozza, hogy a vezérlő IC meghibásodjon, és gyorsan lekapcsolja a töltési áramkört, ha nagy áramerősségű rövidzárlat következik be.

Normál töltés

 Túltöltés védelem

A vezérlő IC 5. lába túlfeszültséget észlel → kikapcsolja a Q2-t → a töltési áramkör leáll

• Helyreállítási feltételek

A külső töltőfeszültség csökken

Az akkucellák részlegesen kisülnek, és az akkucella feszültsége csökken

 

Normál kisütés

Túlzott feltöltés védelme

A vezérlő IC Vdd-Vss feszültsége alacsony feszültséget észlel → kikapcsolja a Q1 tranzisztort → a kisütő áramkör leáll

 

Rövidzárlati túláramvédelem

Biztosíték – nagy tranziens áram hatására leválasztódik. Ez azért szükséges, hogy megakadályozza a vezérlő IC meghibásodását. Ez tisztán fizikai védelem, az utolsó biztosíték.

A jelenlegi gyakorlat az, hogy a MOS belső ellenállásának jellemzőit használják túláram meghatározására.

Az ismertetés előtt tisztázni kell

• A MOS tranzisztor belső ellenállása kb. 30 mΩ ó , és a két MOS tranzisztor teljes ellenállása 60 mΩ ó .

• Elmélet: Amikor egy ellenálláson 10 mA és 1 A áram halad át, a két végpont közötti feszültségkülönbség különböző.

Vezérlő IC által

• A MOS két végpontja közötti feszültségkülönbség (Vds)

• A MOS belső ellenállása (Rds)

• A vezérlő IC belsejében beállított küszöbérték általában 0,1 V

Az Ohm-törvény szerint

I = Vds / Rds = 0,1 V / 0,06 ó ~ 2 A

Így érzékeli a vezérlő IC a feszültséget a 2-es lábon. Már egy kis feszültségkülönbség is elérheti a gyártó által előre beállított küszöböt.

A P2 feletti feszültség túllépi a küszöbértéket → túláram meghatározása > 1 A → a MOS cső lekapcsolása → az áramkör megszakítása.

túláram meghatározása további eszközök hozzáadása nélkül.