Starfsregla frumujafnvægisrásar

Litíum rafhlöðuvarnarborðið er mismunandi í samræmi við rafgeymisvarnar IC, spennu og aðrar mismunandi breytur. Verndarborðið hefur tvo meginþætti: verndartæki, sem er nákvæmara til að fá áreiðanlegar verndarbreytur; hitt er MOSFET strengurinn í aðalatriðinu Það virkar sem háhraða rofi í hleðslu- og losunarrásinni til að framkvæma verndaraðgerðir. Leyfðu' að útskýra með DW01 með tvöföldu NMOS rör 8205A.

Rásarreglan fyrir litíum rafhlöðujafnvægisrásartækið er sýnd á myndinni hér að ofan. Almennt séð er það aðallega orðið ljóst af rafhlöðuverndarstýringunni ICDW01 og ytri útskriftarrofa M1 og hleðsluskiptinu M2. Stjórn IC er ábyrgur fyrir því að fylgjast með rafhlöðuspennu og lykkjustraumi og stjórna hliðum MOSFETs tveggja. MOSFET virkar sem rofar í hringrásinni. Þegar P + / P-skautarnir eru tengdir hleðslutækinu og rafhlaðan er hlaðin venjulega eru M1 og M2 bæði í leiðni. Staða: Þegar stýringartækið skynjar óeðlilega hleðslu slokknar það á M2 til að ljúka hleðslu. Þegar P + / P- tengi er tengt álaginu og rafhlaðan er tæmd venjulega, er bæði M1 og M2 kveikt; þegar stjórn IC greinir óeðlilega útskrift er slökkt á M1 til að ljúka losun.

Hringrásin hefur hlutverk yfirhleðsluverndar, ofhleðsluvarnar, ofstraumsverndar og skammhlaupsverndar.

Starfsreglan um rafhlöðujafnvægisrásina er greind á eftirfarandi hátt:

1) Venjulegt ástand

Í venjulegu ástandi er" CO" og" DO" pinna af DW01 framleiðsla háspennu í hringrásinni. Báðir MOSFET-tækin eru í gangi og hægt er að hlaða og losa rafhlöðuna að vild. Vegna þess að mótspyrna MOSFET er lítil, venjulega innan við 30 milliohm, þannig að mótstaða þess hefur lítil áhrif á afköst hringrásarinnar.

Í þessu ástandi er núverandi neysla verndarrásarinnar uA.

2) Ofhleðsluvernd

Hleðsluaðferðin sem krafist er fyrir litíumjónarafhlöður er stöðugur straumur / stöðug spenna. Á upphafsstigi hleðslu er það stöðug núverandi hleðsla. Með hleðsluferlinu mun spennan hækka í 4,2V (fer eftir jákvæðu rafskautsefninu, sumar rafhlöður þurfa stöðugt spennugildi 4,1V), skipta yfir í stöðuga spennuhleðslu þar til straumurinn verður minni og minni. Þegar hleðslutækið missir stjórn á rafhlöðunni verður rafhlaðan áfram hleðst með stöðugum straumi eftir að rafhlöðuspennan er meiri en 4,2V. Á þessum tíma mun rafhlöðuspenna halda áfram að hækka. Þegar rafhlöðuspennan er hlaðin meira en 4,3V, efnafræði rafhlöðunnar Hliðarviðbrögð magnast og valda rafhlöðuskemmdum eða öryggisvandamálum.

Í rafhlöðu með verndarrás, þegar stjórn IC (DWO1) skynjar að rafhlöðuspenna nær 4,3V (þetta gildi ákvarðast af stjórn IC, mismunandi IC hafa mismunandi gildi), er" CO" pinna breytist úr háspennu í núllspennu snýr M2 frá á til að slökkva á og skerir þannig hleðsluhringrásina og gerir hleðslutækið ekki lengur kleift að hlaða rafhlöðuna og gegnir verndarhlutverki fyrir ofhleðslu. Á þessum tíma, vegna þess að líkamsdíóða VD2 M2 er til, getur rafhlaðan losað um ytra álag í gegnum díóða. Þegar stýringartækið skynjar að rafhlöðuspenna fari yfir 4,05V og sendir merki um að slökkva á M2, losnar ofhleðsla og kveikt er á M2 til að hefja hleðslu.

3. Yfir útskriftarvörn

Þegar rafhlaðan er að losa um utanaðkomandi álag minnkar spenna þess smám saman við losunarferlið. Þegar rafhlöðuspenna lækkar í 2,5V hefur afkastageta hennar verið alveg tæmd. Á þessum tíma, ef rafhlaðan heldur áfram að losa álagið, mun það valda skemmdum á rafhlöðunni. Varanlegt tjón

Í útskriftarferli rafhlöðunnar, þegar stjórn IC greinir að rafhlaða spenna er lægri en 2,5V (þetta gildi er ákvarðað af stjórn IC, mismunandi IC hafa mismunandi gildi)," DO" pinna mun breytast úr háspennu í núllspennu, sem gerir M1 Það kveikir á og frá, sem rýfur losunarrásina, þannig að rafhlaðan getur ekki lengur losað álagið, sem gegnir hlutverki ofrennslisvarnar. Á þessum tíma, vegna þess að líkamsdíóða VD1 í M1 er til, getur hleðslutækið hlaðið rafhlöðuna í gegnum þessa díóða.

Þar sem ekki er hægt að lækka rafhlöðuspennuna í ofgnóttarvarnarástandi þarf núverandi neysla verndarrásarinnar að vera mjög lítil. Á þessum tíma mun stjórn IC fara í lágt orkunotkunarástand og orkunotkun alls verndarrásarinnar verður minni en 0,1uA.

4. Yfirstraumsvernd

Þegar rafgeymirinn losar álagið venjulega, þegar losunarstraumurinn fer í gegnum MOSFET-tengin tvö, sem eru tengd í röð, vegna ónæmis MOSFETs, myndast spenna í báðum endum MOSFET. Spennugildið U=I * RDS * 2, RDS er eitt MOSFET leiðniþol," CS" pinna á stjórn IC greinir spennugildið. Ef álagið er óeðlilegt af einhverjum ástæðum eykst lykkjustraumurinn. Þegar lykkjustraumurinn er nægilega mikill til að gera U> 0,15V (þessu gildi er stjórnað af IC ákveður að mismunandi ICs hafi mismunandi gildi) mun „DO“ pinna hans breytast úr háspennu í núllspennu og snúa M1 frá á til slökkt, sem rýfur losunarrásina og gerir strauminn í hringrásinni núll. Til ofgnóttar verndar.

Í ofangreindu stjórnferli er hægt að sjá að gildi yfirstreymisskynjunar veltur ekki aðeins á stjórngildi stjórn IC, heldur einnig á viðnám MOSFET. Þegar mótspyrna MOSFET er stærri er ofstraumsvernd sama stjórn IC því minni gildi.

5. Skammhlaupsvörn

Þegar rafgeymirinn er að losa álagið, ef lykkjustraumurinn er svo mikill að U> 1V (þetta gildi er ákvarðað af stjórn IC, mismunandi IC hafa mismunandi gildi), mun stjórn IC meta að álagið sé skammhlaup , og" hennar; DO" pinna mun fljótt snúast frá háspennu í núllspennu, M1 er kveikt á og af og þar með skorið á losunarrásina og gegnir hlutverki skammhlaupsverndar. Seinkunartími skammhlaupsverndar er afar stuttur, venjulega innan við 7 míkrósekúndur. Starfsregla þess er svipuð og yfir núverandi vernd

CS pinna DW01 er núverandi uppgötvunarpinninn. Þegar framleiðsla er skammhlaup eykst spennufall á hleðslu- og útskriftarstýringu MOSFET verulega og spenna CS pinna hækkar hratt. DW01 úttaksmerkið gerir það að verkum að hleðslu- og losunarstýringin MOSFET slokknar fljótt og nær þannig ofstraumi eða skammhlaupsvörn.