科士达:铅酸蓄电池电路goon工作的详细解释
电池电路作业原理电路具有过充电维护、过放电维护、过电流维护与短路维护功能,其作业原理剖析如下:
1、正常状况在正常状况下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状况,电池能够自由地进行充电和放电,因为MOSFET的导通阻抗很小,一般小于30毫欧,因而其导通电阻对电路的功能影响很小。7|此状况下维护电路的耗费电流为μA级,一般小于7μA。
2、过充电维护锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,跟着充电进程,电压会上升到4.2V(根据正极资料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。电池在被充电进程中,如果充电器电路失掉操控,会使电池电压超越4.2V后持续恒流充电,此刻电池电压仍会持续上升,当电池电压被充电至超越4.3V时,电池的化学副反应将加重,会导致电池损坏或呈现安全问题。
在带有维护电路的电池中,当操控IC检测到电池电压到达4.28V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2由导通转为关断,然后切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电维护效果。而此刻因为V2自带的体二极管VD2的存在,电池能够通过该二极管对外部负载进行放电。在操控IC检测到电池电压超越4.28V至宣布关断V2信号之间,还有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般设为1秒左右,以防止因搅扰而形成误判别。
3、过放电维护电池在对外部负载放电进程中,其电压会跟着放电进程逐步下降,当电池电压降至2.5V时,其容量已被彻底放光,此刻如果让电池持续对负载放电,将形成电池的永久性损坏。在电池放电进程中,当操控IC检测到电池电压低于2.3V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电维护效果。而此刻因为V1自带的体二极管VD1的存在,充电器能够通过该二极管对电池进行充电。
因为在过放电维护状况下电池电压不能再下降,因而要求维护电路的耗费电流极小,此刻操控IC会进入低功耗状况,整个维护电路耗电会小于0.1μA。在操控IC检测到电池电压低于2.3V至宣布关断V1信号之间,也有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般设为100毫秒左右,以防止因搅扰而形成误判别。
4、过电流维护因为锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规则了其放电电流最大不能超越2C(C=电池容量/小时),当电池超越2C电流放电时,将会导致电池的永久性损坏或呈现安全问题。电池在对负载正常放电进程中,放电电流在通过串联的2个MOSFET时,因为MOSFET的导通阻抗,会在其两头产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2, RDS为单个MOSFET导通阻抗,操控IC上的“V-”脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致反常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.1V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流维护效果。
在操控IC检测到过电流发作至宣布关断V1信号之间,也有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般为13毫秒左右,以防止因搅扰而形成误判别。在上述操控进程中可知,其过电流检测值大小不只取决于操控IC的操控值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对相同的操控IC,其过电流维护值越小。
5、短路维护电池在对负载放电进程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,操控IC则判别为负载短路,其“DO”脚将敏捷由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后切断放电回路,起到短路维护效果。短路维护的延时时刻极短,一般小于7微秒。其作业原理与过电流维护相似,仅仅判别办法不同,维护延时时刻也不一样。
以上详细阐述了单节锂离子电池维护电路的作业原理,多节串联锂离子电池的维护原理与之相似,在此不再赘述,上面电路中所用的操控IC为日本理光公司的R5421系列,在实践的电池维护电路中,还有许多其它类型的操控IC,如日本精工的S-8241系列、日本MITSUMI的MM3061系列、台湾富晶的FS312和FS313系列、台湾类比科技的AAT8632系列等等,其作业原理迥然不同,仅仅在详细参数上有所不同,有些操控IC为了节约外围电路,将滤波电容和延时电容做到了芯片内部,其外围电路能够很少,如日本精工的S-8241系列。除了操控IC外,电路中还有一个重要元件,就是MOSFET,它在电路中起着开关的效果,因为它直接串接在电池与外部负载之间,因而它的导通阻抗对电池的功能有影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载才能也强,在放电时其耗费的电能也少。
电池电路作业原理电路具有过充电维护、过放电维护、过电流维护与短路维护功能,其作业原理剖析如下:
1、正常状况在正常状况下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状况,电池能够自由地进行充电和放电,因为MOSFET的导通阻抗很小,一般小于30毫欧,因而其导通电阻对电路的功能影响很小。7|此状况下维护电路的耗费电流为μA级,一般小于7μA。
2、过充电维护锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,跟着充电进程,电压会上升到4.2V(根据正极资料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。电池在被充电进程中,如果充电器电路失掉操控,会使电池电压超越4.2V后持续恒流充电,此刻电池电压仍会持续上升,当电池电压被充电至超越4.3V时,电池的化学副反应将加重,会导致电池损坏或呈现安全问题。
在带有维护电路的电池中,当操控IC检测到电池电压到达4.28V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2由导通转为关断,然后切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电维护效果。而此刻因为V2自带的体二极管VD2的存在,电池能够通过该二极管对外部负载进行放电。在操控IC检测到电池电压超越4.28V至宣布关断V2信号之间,还有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般设为1秒左右,以防止因搅扰而形成误判别。
3、过放电维护电池在对外部负载放电进程中,其电压会跟着放电进程逐步下降,当电池电压降至2.5V时,其容量已被彻底放光,此刻如果让电池持续对负载放电,将形成电池的永久性损坏。在电池放电进程中,当操控IC检测到电池电压低于2.3V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电维护效果。而此刻因为V1自带的体二极管VD1的存在,充电器能够通过该二极管对电池进行充电。
因为在过放电维护状况下电池电压不能再下降,因而要求维护电路的耗费电流极小,此刻操控IC会进入低功耗状况,整个维护电路耗电会小于0.1μA。在操控IC检测到电池电压低于2.3V至宣布关断V1信号之间,也有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般设为100毫秒左右,以防止因搅扰而形成误判别。
4、过电流维护因为锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规则了其放电电流最大不能超越2C(C=电池容量/小时),当电池超越2C电流放电时,将会导致电池的永久性损坏或呈现安全问题。电池在对负载正常放电进程中,放电电流在通过串联的2个MOSFET时,因为MOSFET的导通阻抗,会在其两头产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2, RDS为单个MOSFET导通阻抗,操控IC上的“V-”脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致反常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.1V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流维护效果。
在操控IC检测到过电流发作至宣布关断V1信号之间,也有一段延时时刻,该延时时刻的长短由C3决议,一般为13毫秒左右,以防止因搅扰而形成误判别。在上述操控进程中可知,其过电流检测值大小不只取决于操控IC的操控值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对相同的操控IC,其过电流维护值越小。
5、短路维护电池在对负载放电进程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由操控IC决议,不同的IC有不同的值)时,操控IC则判别为负载短路,其“DO”脚将敏捷由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,然后切断放电回路,起到短路维护效果。短路维护的延时时刻极短,一般小于7微秒。其作业原理与过电流维护相似,仅仅判别办法不同,维护延时时刻也不一样。
以上详细阐述了单节锂离子电池维护电路的作业原理,多节串联锂离子电池的维护原理与之相似,在此不再赘述,上面电路中所用的操控IC为日本理光公司的R5421系列,在实践的电池维护电路中,还有许多其它类型的操控IC,如日本精工的S-8241系列、日本MITSUMI的MM3061系列、台湾富晶的FS312和FS313系列、台湾类比科技的AAT8632系列等等,其作业原理迥然不同,仅仅在详细参数上有所不同,有些操控IC为了节约外围电路,将滤波电容和延时电容做到了芯片内部,其外围电路能够很少,如日本精工的S-8241系列。除了操控IC外,电路中还有一个重要元件,就是MOSFET,它在电路中起着开关的效果,因为它直接串接在电池与外部负载之间,因而它的导通阻抗对电池的功能有影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载才能也强,在放电时其耗费的电能也少。
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