Xiao Pu는 리튬 배터리 보호 보드의 내용을 요약하여 다시 알려 드리고자합니다. 보호 보드가 리튬 배터리의 특히 중요한 부분이라는 것을 우리 모두 알고 있기 때문입니다. 리튬 배터리의 고장을 방지하므로 필수적입니다. 오늘은 리튬 배터리 보호 보드의 역할, 구성, 주요 기능 및 작동 과정에 대해 자세히 알아 보겠습니다.
리튬은 주기율표에서 3번째에 속하며 외부 껍질에 전자가 1개만 있어서 매우 활동적인 금속입니다. 리튬 이온 배터리는 방전 전류가 크고 내부 저항이 낮으며 수명이 길고 메모리 효과가 없기 때문에 널리 사용됩니다. 리튬 이온 배터리 사용 시 과충전, 과방전 및 단락은 엄격히 금지됩니다. 그렇지 않으면 화재나 폭발이 발생할 수 있습니다. 따라서 리튬 배터리의 안전을 보호하기 위해 일반적으로 리튬 배터리 회로에 보호 보드 회로가 추가됩니다.
리튬 배터리 보호 보드의 기능 배터리 보호 보드에는 일반적으로 과충전, 과방 전, 과전류, 단락 및 고온 보호 기능이 있습니다. 위의 기능은 리튬 배터리 자체의 재질에 따라 결정됩니다.
리튬 배터리 보호 보드는 일반적으로 보호 회로 기판, PTC 및 기타 장치로 구성됩니다.
보호 회로 기판은 항상 셀 전압과 충전 및 방전 전류를 모니터링하고 적시에 전류 루프의 개폐를 제어합니다. 배터리 보호 보드의 구성에는 일반적으로 제어 IC, MOS 스위치, 저항기, 커패시터, PTC, NTC, ID, 메모리 및 기타 구성 요소가 포함됩니다. 제어 IC는 정상적인 상황에서 MOS 튜브 스위치를 제어하므로 배터리 코어가 외부 회로에 연결되어 있는지 확인하세요. 배터리 코어의 전압이나 회로 전류가 지정된 값을 초과하면 즉시 MOS 스위치를 꺼지도록 제어하여 배터리 코어의 안전을 보호합니다.
배터리 보호 보드의 보호 메커니즘
1. IC의 각 핀을 보호하는 주요 기능
VDD는 배터리를 보호하는 양극 전원 공급 장치입니다. IC
VSS는 보호 IC의 음극 전원 공급 장치입니다.
V-는 보호 IC의 과전류 및 단락 감지 단자입니다.
Dout은 방전방지 핀입니다.
Cout은 충전 보호 단자입니다.
그리고 B-는 각각 배터리 코어의 양극과 음극에 연결되며, P와 P-는 보호 보드 출력의 양극과 음극이고, t는 온도 감지를 위한 NTC 포트입니다. NTC 포트는 배터리 온도를 보호하기 위해 MCU와 협력해야 합니다. 포트에는 배터리 포트 식별을 위한 ID 라벨이 붙어 있는 경우도 있습니다. 제조업체와 모델이 다른 배터리에는 종종 다른 배터리 매개변수가 필요하기 때문에 이 포트가 추가되었습니다. ID인 경우 R3은 일반적으로 고정 저항기이며 MCU의 ADC는 ID의 전압을 감지하고 다른 배터리 매개변수를 사용합니다.
2. 보호보드 작동과정
1. 보호보드 활성화 방법. 보호 보드 P와 P-는 보호 상태에서 출력이 없을 때 B와 B-를 단락시켜 활성화할 수 있습니다. 이때 Dout과 Cout은 이 두 스위치를 켜기 위해 Low 레벨 상태가 됩니다.
2. 충전 P와 P-는 각각 충전기의 양극과 음극에 연결됩니다. 충전 전류는 두 개의 MOS를 통해 배터리를 충전합니다. 이때 보호 IC의 VDD 및 VSS는 모두 배터리 유닛의 전원 공급 단자이자 전압 감지 단자입니다. 충전 과정이 진행됨에 따라 배터리 셀의 전압은 계속해서 증가합니다. 배터리 코어의 보호 전압에 도달하면 COUT은 해당 MOS 스위치를 끄기 위해 높은 레벨을 출력합니다. 충전 회로도 꺼집니다. 과충전 방지 후에는 셀 전압이 IC 전압 임계값까지 떨어지며 Cout은 낮은 레벨로 돌아가서 MOS 튜브를 켭니다.
3. 퇴원. 마찬가지로 배터리가 방전되면 IC의 VDD 및 VSS도 배터리 전압을 감지합니다. 배터리 전압이 IC 임계값으로 떨어지면 Dout은 무작위로 높은 레벨을 출력하여 해당 MOS 튜브를 끄고 방전 회로가 분리됩니다. 과방전 보호 후 배터리 전압이 MOSFET에 도달하면 상승하고 Dout은 낮은 레벨로 돌아가 MOS 스위치를 켭니다.
4. 과전류 및 단락. 방전 시 주 회로의 전류가 너무 크면 MOS의 포화 전도로 인해 내부 저항이 발생하므로 B-와 P- 사이에 전류가 흐르면 MOS 튜브에 전압 강하가 발생합니다. 보호 IC의 V 및 VSS는 언제든지 양쪽 끝의 전압을 감지합니다. 전압이 보호 IC의 감지 임계값까지 상승하면 Dout은 즉시 높은 레벨을 출력하고 해당 MOS 튜브를 끄게 됩니다.
위의 질문 중에서 온 저항이 낮은 MOS나 방전 과전류 검출 전압이 높은 보호 IC를 선택하면 더 큰 출력 전류를 얻을 수 있는지 묻는 학생들이 있을 수 있습니다. 대답은 '예'입니다. 하지만 선택한 MOS 전력과 배터리 용량을 고려하는 것을 잊지 마세요.
5. NTC 포트의 역할 배터리가 작동할 때 오버슈트, 과전류, 과방전 등의 문제가 없습니다. 그러나 장시간 근무로 인해 배터리 셀의 온도가 상승하므로 NTC에서는 배터리 온도를 면밀히 모니터링합니다. 온도가 증가함에 따라 NTC의 저항은 점차 감소합니다. 저항이 설정값 이하로 떨어지면 CPU는 셧다운 명령을 내려 배터리 충전을 중단해 배터리를 보호한다.
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