Nguyên lý làm việc của mạch bảo vệ pin lithium

Chức năng bảo vệ của pin lithium thường được hoàn thành bởi bảng mạch bảo vệ và PTC. Bảng bảo vệ bao gồm các thành phần điện tử. Nó có thể theo dõi chính xác điện áp của tế bào pin và dòng điện của mạch sạc và xả trong môi trường -40℃～+85℃ và kiểm soát kịp thời. Bật-tắt vòng lặp hiện tại; mục đích quan trọng của PTC là bảo vệ trong môi trường nhiệt độ cao để ngăn ngừa các tai nạn nguy hiểm như cháy và nổ pin.


Mạch bảo vệ thường bao gồm IC điều khiển, ống công tắc MO, cầu chì thổi, điện trở, tụ điện và các thành phần khác, như trong Hình 2. Trong các trường hợp bình thường, tín hiệu đầu ra của IC điều khiển sẽ điều khiển ống công tắc MO hoạt động, do đó tế bào và mạch bên ngoài được kết nối. Khi điện áp tế bào hoặc dòng vòng lặp vượt quá giá trị được chỉ định, nó sẽ ngay lập tức điều khiển ống MOS tắt để bảo vệ tế bào. Sự an toàn.

1. Trạng thái bình thường


Ở trạng thái bình thường, các chân CO và DO của N1 trong mạch đều tạo ra điện áp cao và cả hai MOSFET đều ở trạng thái bật và pin lithium có thể được sạc và xả tự do. Do điện trở bật của MOSFET rất nhỏ, thường dưới 30 milliohms, nên điện trở bật của nó ít ảnh hưởng đến hiệu suất của mạch. Ở trạng thái này, mức tiêu thụ hiện tại của mạch bảo vệ là mức μA, thường nhỏ hơn 7μA.

2. Bảo vệ quá tải


Phương pháp sạc cần thiết cho pin lithium là dòng điện/điện áp không đổi. Trong giai đoạn sạc ban đầu, đó là sạc dòng điện không đổi. Với quá trình sạc, điện áp sẽ tăng lên 4,2V (tùy thuộc vào vật liệu điện cực dương, một số loại pin yêu cầu giá trị điện áp không đổi là 4,1V), Chuyển sang sạc điện áp không đổi cho đến khi dòng điện ngày càng nhỏ hơn.

Khi pin đang được sạc, nếu mạch sạc mất kiểm soát, điện áp pin sẽ tiếp tục được sạc với dòng điện không đổi sau khi điện áp pin vượt quá 4,2V. Tại thời điểm này, điện áp pin sẽ tiếp tục tăng. Khi điện áp pin được sạc trên 4,3V, các phản ứng phụ hóa học của pin sẽ trầm trọng hơn, điều này sẽ gây hư hỏng pin hoặc các vấn đề về an toàn.

Trong pin có mạch bảo vệ, khi IC điều khiển phát hiện điện áp pin đạt 4,28V, chân CO của nó sẽ chuyển từ điện áp cao sang điện áp 0, chuyển V2 từ bật sang tắt, từ đó cắt mạch sạc và sạc cho bộ sạc. không còn có thể sạc pin lithium, được sử dụng để bảo vệ quá tải. Tại thời điểm này, do sự hiện diện của diode cơ thể VD2 của V2, pin có thể xả tải bên ngoài thông qua diode. Có một khoảng thời gian trễ giữa khi IC điều khiển phát hiện điện áp pin vượt quá 4,28V và khi tín hiệu V2 bị tắt. Độ dài của thời gian trễ được xác định bởi C3 và thường được đặt thành khoảng 1 giây để tránh lỗi do nhiễu. bản án.

3. Bảo vệ xả quá mức

Trong quá trình xả pin lithium ra tải bên ngoài, điện áp của nó sẽ giảm dần cùng với quá trình xả. Khi điện áp của ắc quy giảm xuống 2,5V, dung lượng của nó đã được xả hết. Lúc này nếu ắc quy tiếp tục xả tải sẽ khiến ắc quy bị hư hỏng vĩnh viễn.

Trong quá trình xả pin, khi IC điều khiển phát hiện điện áp của pin thấp hơn 2,3V (giá trị này do IC điều khiển quyết định, các IC khác nhau có giá trị khác nhau), chân DO của nó sẽ chuyển từ điện áp cao sang điện áp 0, sao cho V1 chuyển từ dẫn. Bật là tắt, mạch này sẽ cắt mạch xả, do đó pin không thể xả tải nữa, đóng vai trò bảo vệ xả quá mức. Tại thời điểm này, do sự hiện diện của diode VD1 trên cơ thể của V1, bộ sạc có thể sạc pin thông qua diode này.

Vì điện áp pin không thể giảm trong trạng thái bảo vệ quá tải, nên mức tiêu thụ dòng điện của mạch bảo vệ được yêu cầu phải cực kỳ nhỏ. Lúc này, IC điều khiển sẽ chuyển sang trạng thái tiêu thụ điện năng thấp và mức tiêu thụ điện năng của toàn bộ mạch bảo vệ sẽ nhỏ hơn 0,1μA. Ngoài ra còn có một khoảng thời gian trễ giữa khi IC điều khiển phát hiện thấy điện áp của pin lithium thấp hơn 2,3V và khi tín hiệu V1 bị tắt. Độ dài của thời gian trễ được xác định bởi C3 và thường được đặt thành khoảng 100 mili giây để tránh nhiễu. Đánh giá sai.

Để tìm hiểu thêm về pin Li-ion, vui lòng tham khảo https://www.junleepower.com/