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Come le schede di protezione delle batterie al litio mantengono le celle sicure e affidabili?
La scheda di protezione PCB verde per batterie al litio impedisce alla batteria di sovraccaricarsi, scaricarsi eccessivamente e cortocircuitarsi controllando l'accensione e lo spegnimento del MOS nel circuito.
Sfrutta in modo intelligente le caratteristiche del MOS per prevenire la sovracorrente senza aggiungere dispositivi aggiuntivi.
La prima linea di protezione - il "giubbotto antiproiettile" della cella della batteria
I materiali interni delle batterie al litio sono infiammabili ed esplosivi, le loro proprietà chimiche non sono molto stabili e si verificano problemi se la tensione e la corrente sono troppo elevate o troppo basse.
Ogni batteria al litio standard è dotata di una scheda di protezione quando lascia la fabbrica
La funzione di questa piastra protettiva è molto limitata. Fornisce soltanto la protezione minima.
Fornisce la protezione più basilare quando la tensione di ingresso è superiore a 4,4 V, la tensione è inferiore a 2,1 V o si verifica un cortocircuito (corrente transitoria eccessiva).
La scheda di protezione per la ricarica utilizza i componenti più basilari per garantire l'elevata affidabilità e sensibilità del modulo.
• Secondo lo schema, l'IC di controllo monitora lo stato della batteria al litio e controlla l'accensione e lo spegnimento del MOS per regolare l'accensione e lo spegnimento del circuito di carica.
• Il fusibile impedisce il malfunzionamento dell'IC di controllo e scollega rapidamente il circuito di carica in caso di cortocircuito con corrente elevata.
Carica normale
Protezione da sovraccarico
Il pin 5 dell'IC di controllo rileva una sovratensione → spegne Q2 → il circuito di carica viene disattivato
• Condizioni di ripristino
La tensione esterna di carica diminuisce
La cella della batteria si scarica parzialmente e la tensione della cella diminuisce
Scarica normale
Protezione contro le sovra-scariche
La tensione Vdd-Vss del controllo IC rileva la bassa tensione → disattiva Q1 → il circuito di scarica viene disattivato
Protezione da sovracorrente in caso di cortocircuito
Fusibile - Si disinserisce in presenza di una corrente transitoria elevata. Questo serve a prevenire il guasto del controllo IC. È una protezione puramente fisica e l'ultimo livello di garanzia.
La pratica comune attuale è utilizzare le caratteristiche della resistenza interna del MOS per determinare la sovracorrente.
Prima dell'introduzione, è necessario chiarire
• La resistenza interna del tubo MOS è di circa 30 mΩ ω , e la resistenza totale dei due tubi MOS è di 60 mΩ ω .
• Teoria: Quando attraverso una resistenza passano 10 mA e 1 A di corrente, la differenza di tensione tra i due capi è diversa.
IC di controllo da
• Differenza di tensione tra i due capi del MOS Vds
• Resistenza interna del MOS Rds
• La soglia impostata all'interno dell'IC di controllo è generalmente 0,1 V
Secondo la legge di Ohm
I = Vds / Rds = 0,1 V / 0,06 ω ~ 2 A
È così che l'IC di controllo rileva la tensione attraverso il Pin2. Una piccola differenza di tensione può attivare la soglia preimpostata dal produttore.
Superando P2 si supera la soglia di tensione → determinando sovracorrente > 1 A → spegnendo il tubo MOS → disconnettendo il circuito.
determinare la sovracorrente senza aggiungere dispositivi aggiuntivi.
