Circuito protector de batería: introducción, MOSFET y módulo

Las baterías existen desde hace muchos años. Los usamos para alimentar muchos de los dispositivos electrónicos que existen.

Sin embargo, también hay un problema que muchos usuarios de baterías no se toman muy en serio: la protección. Se sabe que algunas baterías, como las de iones de litio, explotan, provocando incendios y otros problemas.

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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Se requiere protección adecuada para estas baterías. Ya sea que use baterías en dispositivos móviles o alimente máquinas más exigentes, debe comprender cómo funciona la protección de la batería.

En esta guía, le presentaremos el circuito protector de batería y cómo funciona. Venir también.

Esquema del circuito del protector de batería

Todos los fabricantes de baterías ofrecen formas recomendadas de usar y cuidar sus productos. Eso significa que diferentes tecnologías pueden tener diferentes demandas en términos de protección.

Hablemos de baterías de litio. Estas son las baterías más comunes y quizás las más vulnerables a problemas como explosiones.

Las baterías de litio pueden cargarse a 4,1 vo 4,2 vo y no pueden subir más. La sobrecarga de las baterías puede provocar más daños en lugar de más energía, como piensan la mayoría de los usuarios. Y cuando sobrepasa el punto de recarga, se trata de daños graves.

Además, se dice que las baterías de litio están vacías cuando se han descargado a 2,5 voltios. Cualquier cosa por debajo de esto podría ser demasiado estresante para la célula y puede reducir su vida útil.

La mayoría de las baterías se comportan de esta manera. Están diseñados para cargar a un punto específico y descargar a un nivel específico. Algunas baterías vienen con 'memoria de batería'. Nunca podrá desconectarlos de la alimentación hasta que estén completamente cargados o conectarlos cuando todavía tengan algo de energía.

Afortunadamente, las baterías vienen con un circuito de protección. Ofrece protección si una batería se sobrecarga.

Otro factor a tener en cuenta al utilizar baterías de litio es que nunca deben descargarse demasiado rápido. Tienen clasificaciones de corriente de descarga muy altas.

Un buen circuito de protección quita las baterías de los circuitos siempre que haya demasiada sobrecarga. Muchos de los circuitos de protección de la batería utilizan MOSFET para proteger la batería.

No se pueden conectar fácilmente en paralelo celdas de litio de exactamente la misma antigüedad que el número de pieza. Eso significa que también pueden usar un circuito de protección distinto.

¿Necesitan protección las baterías?

La respuesta más simple es sí. Si desea utilizar cualquier batería cómodamente sin preocuparse por los incendios, entonces la protección es necesaria. La protección viene en forma de placa de circuito unida a las baterías. Viene envuelto con la etiqueta del distribuidor.

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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Los circuitos de protección de la batería garantizan que la batería nunca se sobrecargue ni se descargue en exceso. Están computarizados para asegurarse de que solo se logre el nivel deseado de carga o descarga.

Las baterías de litio, por ejemplo, ofrecen alrededor de 3,7 voltios. Al cargar, los fabricantes aconsejan que nunca deje que vaya más allá de los 4.2V.

Y cuando se está descargando, nunca debería caer por debajo de 2,8 V.

Esto significaría que obtendrá una forma de medir todo lo que la batería se está cargando o descargando. Pero no tenemos ese tiempo.

Por lo tanto, las baterías necesitan un circuito de protección para mantener las baterías fuera de peligro. El circuito se apaga cuando la batería sube por encima del punto de carga o cuando baja.

Algunos cargadores vienen con funciones inteligentes. Dejarán de cargar una batería de litio, por ejemplo, cuando esté más cerca de 4.2v. Al hacer esto, se asegura de que no haya sobrecarga ni sobredescarga.

Circuito protector de batería MOSFET

Hemos mencionado MOSFET como el sistema común utilizado en los circuitos de protección de la batería. Una de las formas más comunes de mitigar el riesgo de daños graves es colocando MOSFETS en la forma de carga y descarga. Este sistema rompe la conexión eléctrica entre la batería y el resto del circuito siempre que el voltaje de la batería parece estar fuera del rango adecuado. También se desconectará cuando el IC muestre una sobrecorriente durante la carga y descarga,

Esta no es una aplicación de cambio rápido. Y, por lo tanto, debe comprender el peor escenario y tomar las precauciones adecuadas. Además, esto le ayudará a elegir el sistema MOSFET correcto. El proceso de selección es similar a elegir un interruptor de carga.

Pero hay algunas consideraciones únicas a tener en cuenta al elegir un MOSFET. Primero, comprenda que un MOSFET de protección de batería está mejorado y tiene una descarga de corriente continua. Además, se apagará completamente para desconectar el circuito de la batería del resto de la electrónica. Por lo tanto, puede dejar de cambiar los parámetros al elegir un sistema específico. En su lugar, puede seguir el mismo método para elegir un interruptor de carga. En este caso, puede elegir los FET según su capacidad para manejar potencia, resistencia y tipo de paquete. Estos son los factores más importantes a tener en cuenta.

Coloque sus dispositivos en diferentes niveles según lo recomendado al elegir MOSFET. En la primera categoría, tiene dispositivos electrónicos personales de bajo consumo que utilizan dos celdas de batería. Un buen ejemplo es su teléfono celular, tableta, reloj inteligente o rastreador de salud personal. Estos dispositivos no consumen mucha energía cuando se cargan. Además, la mayoría de los fabricantes están intentando reducir más el tamaño de estas baterías y hacerlas lo más pequeñas posible. Con eso en mente, debe elegir un sistema MOSFET que sea lo más pequeño posible.

También hay que entender que los MOSFET se colocan uno al lado del otro en estas aplicaciones. Así es como bloquean las rutas de carga y descarga. A veces, integran ambos dispositivos en un solo paquete en una configuración de drenaje común.

? En pocas palabras, el sistema MOSFET es la aplicación de protección de circuito de batería más común en el mercado. Es crucial elegir cuidadosamente algo que le sirva bien.

Módulo de circuito protector de batería

Cualquier batería, especialmente una batería de litio, requiere protección de seguridad. Todos sabemos que UL tiene regulaciones específicas sobre la seguridad de estas baterías. Aún así, es crucial usar una capa adicional de protección solo para asegurarse de que el dispositivo funcione de manera eficiente.

Existen diferentes módulos protectores de batería para estas funciones:

Circuitos de seguridad primarios: estos son circuitos de seguridad que gestionan todas las operaciones de seguridad básicas como sobrecarga, subcarga y sobrecorriente.

Circuitos de protección: están contenidos en el Módulo de circuito de protección. El PCM es parte del sistema de gestión de la batería, lo que hace que estos circuitos protectores sean más avanzados.

Entornos a prueba de fallos: se pueden restablecer muchos módulos de protección. Sin embargo, en entornos a prueba de fallas, se puede diseñar para que no se puedan restablecer. Los circuitos integrados son fabricados por Texas Instruments y Seiko.

Ahora que comprende cómo elegir un circuito de protección de batería, debería sentirse más seguro. Estos circuitos te ayudarán a usar baterías sin preocuparte.