Protección contra derretimiento para batería de litio

Durante el uso de baterías recargables de iones de litio, la sobrecarga, la sobredescarga y la sobrecorriente afectarán la vida útil, el rendimiento y la seguridad de la batería. El fusible de la batería recargable se supervisa eficazmente como protección secundaria contra sobrecorriente junto con el circuito de control IC y evita daños a la batería.

En los últimos años, con la miniaturización y popularización de los dispositivos móviles, las baterías recargables de iones de litio tienen las ventajas de tamaño pequeño, peso ligero, voltaje de salida alto, voltaje de descarga estable y tiempo de almacenamiento prolongado, lo que ha provocado el uso de iones de litio. Baterías recargables para que los electrodomésticos se disparen.

Las baterías recargables de iones de litio son una de las baterías de litio (baterías secundarias recargables) que colocan líneas protectoras en la batería y pueden proteger eficazmente la batería de daños por sobrecarga, sobredescarga, desbordamiento o uso inadecuado. Como dispositivo de protección contra sobrecorriente, el fusible puede proteger el daño de la batería causado por la gran corriente y el cortocircuito durante la carga o descarga de la batería recargable de iones de litio.

Este bucle de protección consta de dos MOSFET y un IC de control más algunos elementos de resistencia. El IC de control es responsable de monitorear el voltaje de la batería y controlar las dos puertas MOSFET. El MOSFET actúa como un interruptor en el circuito, controlando el interruptor y apagado del bucle de carga y el bucle de descarga, respectivamente. El fusible actúa como protección secundaria para el fusible. C2 es un condensador de retardo. El circuito tiene las funciones de protección contra sobrecarga, protección contra sobredescarga, protección contra sobrecorriente y protección contra cortocircuitos.

Condiciones normales de trabajo

En carga y descarga normales, los altos niveles de C0 y D0 pies del IC de control se controlan en el circuito, y V1 y V2 están todos encendidos. La corriente de carga fluye desde la Entrada +, carga la batería a través del fusible y sale de la Entrada después de V1 y V2. Durante la descarga normal, la corriente fluye a través de la entrada y V2 y V1 al electrodo negativo de la batería, y su dirección de la corriente es opuesta a la dirección de la corriente de carga. Dado que la resistencia de conducción Rds (ON) de V1, V2 es mínima, la corriente de consumo en este estado es μA y, por lo tanto, la pérdida es pequeña.

Protección de sobrecarga

La batería se carga con corriente constante en la etapa inicial de carga y el voltaje de la batería aumentará con la extensión del tiempo de carga. Cuando el IC detecta que el voltaje de la batería alcanza el voltaje de detección de sobrecarga (este valor lo determina el IC de control), el pie C0 se cambia de Gaodianya a un voltaje bajo, de modo que la compuerta MOSFET que controla la carga está extremadamente apagada, que es decir, V2 se apaga del piloto al interruptor para cortar el bucle de carga, de modo que el cargador no puede proteger la batería de la carga. La detección de sobrecarga corresponde a la carga por pulsos y las acciones de error debidas al ruido. Es necesario configurar el tiempo de retardo. El tiempo de retardo lo determina C2 y generalmente se establece en aproximadamente 1 s.

Protección contra sobredescarga

La protección contra sobredescarga detiene la descarga en la carga cuando el voltaje de la batería disminuye. Cuando la batería descarga la carga, su voltaje disminuye gradualmente con el proceso de descarga. Cuando el voltaje de la batería cae por debajo del voltaje de prueba de sobredescarga, su capacidad se ha descargado por completo. Si la batería continúa descargándose, causará daños permanentes a la batería. Por lo tanto, cuando el IC de control detecta que el voltaje de la batería es más bajo que el voltaje de detección del punto de descarga, el pie D0 del IC de control cambia de Gaodianya a un voltaje bajo, de modo que el V1 se apaga del interruptor al circuito de apagado. para cortar el circuito de descarga, y la batería no puede continuar descargándose. Juega un papel protector. Dado que el voltaje de la batería ya no se puede reducir por debajo del voltaje de prueba de sobredescarga, se debe requerir que el CI de control consuma una corriente mínima. La detección de sobredescarga corresponde a la carga por pulsos y las acciones de error debidas al ruido, y el tiempo de retardo que debe establecerse es generalmente de unos 100 ms.

Protección contra sobrecorriente y protección contra cortocircuitos

La protección contra sobrecorriente detiene la descarga de la carga cuando se consume una gran cantidad de corriente. El propósito de esta función es proteger la batería y el MOSFET para garantizar la seguridad de la batería en condiciones de trabajo. Durante el proceso de descarga normal, la corriente pasa a través de los dos MOSFET porque la resistencia de encendido provoca una caída de voltaje a través de él. Este valor de voltaje U = I * [R1ds + R2ds], donde los V1 y V2 encendidos se consideran resistencias, es decir, R1ds y R2ds, si la carga causa una anomalía para aumentar la corriente del bucle por alguna razón, cuando la corriente aumenta. de modo que el voltaje también aumenta al valor de voltaje determinado por el IC de control, el pin D0 del IC de control cambia rápidamente de alto voltaje a bajo voltaje. Apague V1 para cortar el circuito de descarga y la corriente del circuito se vuelve cero. El tiempo de retardo que debe configurarse es generalmente de aproximadamente 13 ms. Cuando el voltaje aumenta al valor de voltaje determinado por el IC de control (cuando el IC determina que la carga está en cortocircuito), V1 se encenderá y apagará, y su principio de funcionamiento es similar a la protección contra sobrecorriente. El tiempo de retardo de la protección contra cortocircuitos es generalmente inferior a 7 μs. Si la corriente continúa aumentando en caso de accidente, el fusible proporcionará protección secundaria durante la sobrecorriente, evitando daños permanentes al IC de control y al MOSFET en el circuito.

Lo anterior describe en detalle el principio de funcionamiento del circuito de protección de las baterías recargables de iones de litio. Además de controlar los IC y MOSFET, hay un componente importante en el circuito, a saber, el fusible, que desempeña un papel secundario de protección contra desbordamiento en el circuito. Dado que su resistencia es muy pequeña y la energía consumida en el circuito es insignificante, esta se ha convertido en la principal razón por la que muchos fabricantes de baterías consideran reemplazar el polímero PTC (la resistencia interna es demasiado grande) por un nuevo fusible de chip cerámico multicapa laminado.

La página contiene el contenido de la traducción automática.