Hoe beschermplaten voor lithiumbatterijen de cellen veilig en betrouwbaar houden?

De groene PCB-beschermplaat voor met een vermogen van niet meer dan 10 W voorkomt dat de batterij overlaadt, onderlaadt of kortsluiting ontstaat door het aan- en uitschakelen van de MOS in de schakeling te beheren.

Gebruik op slimme wijze de MOS-eigenschappen om overstroom te voorkomen zonder extra apparatuur toe te voegen.

De eerste lijn van bescherming - het "kogelvrije vest" van de batterijcel

Lithiumbatterij-inhoud is ontvlambaar en explosief, hun chemische eigenschappen zijn niet erg stabiel, en er ontstaan problemen als de spanning en stroom te groot of te klein zijn.

Elke reguliere lithiumbatterij wordt bij fabrieksuitgang geleverd met een beschermplaat

De functie van deze beschermplaat is zeer beperkt. Het biedt slechts minimale bescherming.

Biedt de meest basale bescherming wanneer de ingangsspanning hoger is dan 4,4 V, de spanning lager is dan 2,1 V, of er sprake is van kortsluiting (te hoge tijdelijke stroom).

De laadbeschermplaat gebruikt de meest basiscomponenten om de hoge betrouwbaarheid en gevoeligheid van de module te waarborgen.

• Volgens het schema bewaakt de besturings-IC de status van de lithiumbatterij en regelt de aan/uit-status van de MOS-transistor om de oplaadcircuit aan of uit te zetten.

• De zekering voorkomt dat de besturings-IC defect raakt en verbreekt snel het oplaadcircuit indien een kortsluiting met hoge stroom optreedt.

Normaal opladen

 Overbelasting bescherming

Besturings-IC pin5 detecteert overvoltage → zet Q2 uit → het oplaadcircuit is uitgeschakeld

• Herstelvoorwaarden

Extern oplaagvoltage daalt

De batterijcel is gedeeltelijk ontladen en de spanning van de batterijcel daalt

 

Normale ontlading

Bescherming tegen overmatige ontlading

De besturings-IC Vdd-Vss spanning detecteert onderspanning → schakelt Q1 uit → de ontlaadcircuit wordt uitgeschakeld

 

Kortsluiting beveiliging tegen overstroom

Zekering - Deze zal doorslaan bij een grote transiënte stroom. Dit is om te voorkomen dat de besturings-IC defect raakt. Het is een puur fysische beveiliging en de laatste garantie.

De gangbare praktijk momenteel is het gebruik van de interne weerstandskarakteristieken van MOS om overstroom te detecteren.

Voor de introductie is het noodzakelijk om duidelijk te maken

• De interne weerstand van de MOS-buis is ongeveer 30m ω , en de totale weerstand van de twee MOS-buizen is 60m ω .

• Theorie: Wanneer door een weerstand een stroom van 10mA en 1A loopt, is het spanningsverschil tussen de uiteinden verschillend.

Controle-IC door

• Spanningsverschil tussen de twee uiteinden van MOS Vds

• Interne weerstand van MOS Rds

• De binnen de controle-IC ingestelde drempel is over het algemeen 0,1 V

Volgens de wet van Ohm

I = Vds / Rds = 0,1 V / 0,06 ω ~ 2 A

Zo detecteert de controle-IC spanning via Pin2. Een klein spanningsverschil kan de door de fabrikant vooraf ingestelde drempel activeren.

Overschrijding van P2 overschrijdt de spanningsdrempel → bepaalt overstroom > 1 A → het afsluiten van de MOS-buis → het verbreken van de stroomkring.

bepaal overstroom zonder extra apparaten toe te voegen.