리튬 배터리 보호 회로 기판이 셀을 안전하고 신뢰성 있게 유지하는 방법은?

녹색 PCB 보호 회로 기판은 리튬 배터리 회로 내 MOS 스위치의 작동을 제어하여 배터리의 과충전, 과방전 및 단락을 방지합니다.

MOS 소자의 특성을 적절히 활용하여 추가 장치 없이 과전류를 방지합니다.

첫 번째 보호 장치 - 배터리 셀의 '방탄 조끼'

리튬 배터리의 내부 소재는 가연성 및 폭발성이 있으며, 화학적 성질이 매우 안정적이지 않아 전압이나 전류가 너무 크거나 작을 경우 문제가 발생할 수 있습니다.

모든 정규 리튬 배터리는 공장 출하 시 보호 회로 기판이 기본 탑재되어 있습니다.

이 보호 기판의 기능은 매우 제한적이며, 최소한의 보호만 제공합니다.

입력 전압이 4.4V를 초과하거나, 전압이 2.1V 미만이거나, 단락(과도한 순간 전류)이 발생할 경우 가장 기본적인 보호를 제공합니다.

충전 보호 회로 기판은 가장 기본적인 부품을 사용하여 모듈의 높은 신뢰성과 민감도를 보장합니다.

• 회로도에 따르면, 제어 IC는 리튬 배터리의 상태를 모니터링하고 MOS 튜브의 켜짐과 꺼짐을 제어하여 충전 회로의 작동과 정지를 제어합니다.

• 퓨즈는 제어 IC가 고장 나는 것을 방지하며, 과전류 단락이 발생할 경우 신속하게 충전 회로를 차단합니다.

정상적인 충전

 과부하 보호

제어 IC 핀5가 과전압을 감지함 → q2를 끔 → 충전 회로가 종료됨

• 복구 조건

외부 충전 전압이 하락함

배터리 셀이 부분적으로 방전되어 배터리 셀 전압이 하락함

 

정상적인 방전

과도한 방출 보호

제어 IC의 Vdd-Vss 전압이 저전압을 감지합니다 → q1을 끕니다 → 방전 회로가 종료됩니다

 

단락 과전류 보호

퓨즈 - 큰 과도 전류가 흐를 때 차단됩니다. 제어 IC의 손상을 방지하기 위한 것으로, 물리적인 보호 장치이며 마지막 보장 수단입니다.

현재 일반적으로는 MOS의 내부 저항 특성을 이용하여 과전류를 판단합니다.

소개에 앞서 명확히 할 필요가 있습니다

• MOS 튜브의 내부 저항은 약 30mΩ입니다 ω 두 개의 MOS 튜브의 총 저항은 60mΩ입니다 ω .

• 이론: 저항을 통해 10mA 전류와 1A 전류가 흐를 때, 양단 간의 전압 차이는 다릅니다.

제어 IC에 의해

• MOS 소자 양단의 전압 차이 Vds

• MOS 내부 저항 Rds

• 제어 IC 내부에 설정된 임계값은 일반적으로 0.1V입니다

옴의 법칙에 따르면

I = Vds / Rds = 0.1V / 0.06 ω ~ 2A

제어 IC가 핀2를 통해 전압을 감지하는 방식입니다. 미세한 전압 차이만으로도 제조사에서 사전 설정한 임계값을 트리거할 수 있습니다.

P2를 초과하면 전압 임계값을 초과합니다 → 과전류 여부를 판단 > 1A → mOS 튜브를 차단함 → 회로를 분리함.

추가 장치 없이 과전류를 판단함.