¿Qué es el esquema de la placa de protección de la batería de litio?

¿Qué es el esquema de la placa de protección de la batería de litio?

La placa de protección de la batería de litio se compone principalmente de IC de mantenimiento (mantenimiento de sobretensión) y tubo MOS (mantenimiento de sobrecorriente), y se utiliza para proteger la seguridad de las celdas de la batería de litio. Las baterías de litio tienen una gran corriente de descarga, baja resistencia interna, larga vida y no tienen efecto de recuperación. Se prohíbe que las baterías de iones de litio se sobrecarguen, se descarguen en exceso y se produzcan cortocircuitos durante el funcionamiento, o que provoquen incendios o explosiones. Por lo tanto, cuando use baterías de litio recargables, tendrán un tablero de mantenimiento para mantener la seguridad de la batería.

1, capacidad de protección de voltaje

Tablero de protección de sobrecarga: es necesario que el tablero de protección tenga la capacidad de evitar que el voltaje de la batería exceda el valor preestablecido. Se requiere mantenimiento de sobredescarga: la placa de protección debe tener la capacidad de evitar que el voltaje de la batería esté en un valor preestablecido.

2, capacidad actual

(corriente de protección contra sobrecorriente, protección contra cortocircuitos)

Como dispositivo de protección de seguridad para baterías de litio, la placa de protección debe funcionar de manera confiable en la escala de corriente de funcionamiento normal del equipo y puede funcionar rápidamente cuando la batería sufre un cortocircuito accidental o una sobrecorriente, de modo que se pueda proteger el núcleo de la batería. .

Esquema de la placa de protección de batería de litio de 3,7 v

3, en resistencia

Definición: La resistencia de encendido del transistor MOS cuando la corriente de carga es de 500 mA.

Debido a la alta frecuencia de funcionamiento del equipo de comunicación, la transmisión de datos requiere una tasa de error de bits baja, y los bordes ascendentes y descendentes del tren de pulsos son pronunciados, por lo que se requiere que la capacidad de salida de corriente y la estabilidad de voltaje de la batería sean altas. , y así se enciende el interruptor del tubo MOS de la placa de protección. Cuando la resistencia es pequeña, la placa de protección de celda única suele ser "70 mΩ. Si es demasiado grande, el equipo de comunicación no funcionará correctamente, como cuando el teléfono se desconecta repentinamente durante la llamada, el teléfono no está conectado, el ruido y pronto.

4, corriente de autoconsumo

Definición: El voltaje de funcionamiento del IC es de 3,6 V. En condiciones sin carga, la corriente de funcionamiento que fluye a través del circuito integrado de protección es generalmente extremadamente pequeña.

La corriente de autoconsumo de la placa de protección afecta directamente el tiempo de espera de la batería, y la corriente de autoconsumo de la placa de protección normal suele ser inferior a 10 microamperios.

5, función mecánica, adaptabilidad a la temperatura, capacidad antiestática

Es necesario que la placa de protección pase la sensación de las reglas estándar nacionales y la prueba de impacto; la placa de protección puede funcionar de forma segura entre 40 y 85 grados y puede resistir la prueba estática ESD no táctil de ± 15KV.

La función de protección de la batería de litio generalmente se completa con la placa de circuito de protección y el PTC. La placa de protección está compuesta por componentes electrónicos. Puede monitorear con precisión el voltaje del núcleo de la batería y la corriente del circuito de carga y descarga en un entorno de -40 ° C a +85 ° C, y controlarlo a tiempo. El circuito de corriente se enciende y apaga; La función principal del PTC es protegerlo en un entorno de alta temperatura para evitar que la batería se queme o explote.

[Sugerencia] PTC es la abreviatura de Coeficiente de temperatura positiva en inglés, que significa resistencia de coeficiente de temperatura positiva (cuanto mayor es la temperatura, mayor es la resistencia). El componente se puede proteger contra sobrecorriente, es decir, para evitar la descarga a alta temperatura de la batería y una carga y descarga de gran corriente insegura. El dispositivo PTC está hecho de un polímero de material polimérico, que se fabrica a través de un proceso estricto y consta de una matriz de vinagre de árbol de polímero y partículas conductoras distribuidas en la misma. En condiciones normales, las partículas conductoras forman un camino conductor en el vinagre de árbol y el dispositivo presenta una baja impedancia; cuando ocurre un fenómeno de sobrecorriente en el circuito, el calor generado por la gran corriente que fluye a través del PTC hace que el volumen de la vid del árbol de polímero se expanda. La conexión entre las partículas conductoras se corta para proporcionar protección contra sobrecorriente al circuito. Cuando se resuelve la falla, el componente puede volver automáticamente al estado inicial para garantizar el funcionamiento normal del circuito.

Primero, los requisitos de carga y descarga de las baterías de litio.

1. Carga de la batería de litio

El voltaje máximo de terminación de carga de una batería de litio de celda única es de 4,2 V y no se puede sobrecargar. De lo contrario, la batería se desechará debido a una pérdida excesiva de iones de litio del electrodo positivo. Al cargar la batería de litio, se debe utilizar un cargador dedicado de corriente constante y voltaje constante. Después de la carga de corriente constante, el voltaje a través de la batería de litio es de 4,2 V, luego se cambia al modo de carga de voltaje constante; cuando la corriente de carga de voltaje constante se reduce a 100 mA, la carga debe detenerse.

La corriente de carga (mA) puede ser de 0,1 a 1,5 veces la capacidad de la batería, por ejemplo, una batería de litio de 1350 mAh, y la corriente de carga se puede controlar entre 135 mA y 2025 mA. La corriente de carga normal se puede seleccionar para que sea aproximadamente 0,5 veces la capacidad de la batería, y el tiempo de carga es de aproximadamente 2 a 3 horas.

2. Descarga de la batería de litio

Debido a la estructura interna de la batería de litio, los iones de litio no pueden moverse todos al electrodo positivo durante la descarga, y una parte de los iones de litio debe retenerse en el electrodo negativo para garantizar que los iones de litio se puedan insertar sin problemas en el canal durante el siguiente. cargando. De lo contrario, la vida útil de la batería se acortará. Para garantizar que algunos iones de litio permanezcan en la capa de grafito después de la descarga, es necesario limitar estrictamente el voltaje mínimo al final de la descarga, es decir, la batería de litio no se puede descargar en exceso. El voltaje de terminación de descarga de una batería de litio de celda única suele ser de 3,0 V y el mínimo no puede ser inferior a 2,5 V. La duración de la descarga de la batería está relacionada con la capacidad de la batería y la corriente de descarga. Tiempo de descarga de la batería (horas) = capacidad de la batería / corriente de descarga, y la corriente de descarga de la batería de litio (mA) no debe exceder 3 veces la capacidad de la batería, por ejemplo: batería de litio de 1000 mAh, la corriente de descarga debe controlarse estrictamente dentro de 3 A, de lo contrario lo hará la batería está dañada.

En segundo lugar, la composición del circuito de protección.

El circuito de protección generalmente se compone de control IC, tubo de interruptor de MO, fusible fundido, resistencia, condensador y otros componentes, como se muestra en la Figura 2. En circunstancias normales, la señal de salida del IC de control controla el giro del interruptor de MO para hacer que la celda y la conducción del circuito externo. Cuando el voltaje de la celda o la corriente de bucle excede el valor especificado, inmediatamente controla el transistor MOS para que se apague para proteger la celda. Seguridad.

El circuito integrado de control tiene un circuito de detección de voltaje de alta precisión incorporado y un circuito de detección de corriente de múltiples etapas. Entre ellos, el circuito de detección de voltaje detecta el voltaje de carga, y una vez que alcanza su umbral establecido (generalmente 3.9V a 4.4V), ingresa inmediatamente al estado de protección de sobrecarga; el segundo es detectar el voltaje de descarga una vez que alcanza su umbral establecido. (generalmente 2.0V ~ 3.0V), ingrese inmediatamente al estado de protección contra sobredescarga.

En este circuito, el tubo conmutador MOS tiene principalmente la forma de un paquete delgado TSSOP-8 o SOT23 -6, y su apariencia se muestra en la Figura 3. Algunos de estos tubos conmutadores MOS contienen un transistor de efecto de campo de canal N, como como el FDMC7680. Los pines 1 a 3 son postes S, la cuarta pata es el poste G y los pies 5 a 8 son postes D. La estructura interna se muestra en la Figura 4. Algunos contienen dos FET de canal N, como FDW9926A, 8205A, etc. La función del pin está relacionada con la forma del paquete, como se muestra en la Figura 5.

Además, los elementos formadores de señales NTC e ID también están montados en algunos circuitos de protección de baterías de litio. NTC es la abreviatura del coeficiente de temperatura NegaTIve en inglés, que significa resistencia al coeficiente de temperatura negativo. El componente desempeña principalmente el papel de protección contra sobrecalentamiento en el circuito, es decir, cuando aumenta la temperatura de la batería o su entorno circundante, el valor de resistencia del componente NTC se reduce y el dispositivo eléctrico o el dispositivo de carga se utiliza para reaccionar a tiempo. Si la temperatura supera un cierto valor, entra el sistema. Estado protegido, deje de cargar y descargar. ID es la abreviatura de IDENTIFICACIÓN, que significa identificación. Hay dos tipos de componentes de reconocimiento de información: memoria, a menudo memoria de interfaz de línea bestial, tipo de batería de almacenamiento, fecha de producción, etc. En segundo lugar, resistencia a la identificación, ambos pueden usarse para rastrear el producto y limitar la aplicación.

En tercer lugar, el análisis del principio de funcionamiento del circuito de protección.

El voltaje de salida normal de una batería de litio de celda única es de aproximadamente 3,7 V, que se puede utilizar directamente como fuente de alimentación para teléfonos móviles, MP3 / MP4 y algunas tabletas de pantalla pequeña. Para electrodomésticos que requieren voltajes más altos, como DVD / EVD móviles o tabletas de pantalla grande, se pueden usar baterías de litio de celdas múltiples en serie para obtener el voltaje requerido. Por ejemplo, una tableta con una fuente de alimentación de 11,1 V está equipada con una batería. Tres baterías de litio conectadas en serie.

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