Selama penggunaan baterai litium-ion, pengisian daya berlebih, pengosongan berlebih, dan arus berlebih merupakan faktor penting yang memengaruhi masa pakai dan kinerja baterai litium-ion. Sirkuit perlindungan terintegrasi baterai lithium-ion secara efektif memantau dan mencegah kerusakan pada baterai lithium-ion melalui setiap sirkuit unit perlindungan. Sirkuit perlindungan pengisian dan pengosongan baterai lithium-ion.Sirkuit perlindungan baterai lithium-ion terdiri dari dua transistor efek medan dan sirkuit terpadu kontrol ditambah beberapa resistor dan kapasitor.


(1) Keadaan normal


Dalam kondisi normal, terminal CO dan DO dari N1 menghasilkan tegangan tinggi di sirkuit, FET berada dalam keadaan konduktif, dan baterai lithium-ion dapat diisi dan dikosongkan dengan bebas. Karena resistansi konduktif transistor efek medan sangat kecil, biasanya kurang dari 30 meter, resistansi konduktifnya hampir tidak berdampak pada kinerja rangkaian. Dalam keadaan ini, konsumsi arus rangkaian proteksi adalah mikroampere, yang umumnya kurang dari 7a.


(2) Keadaan overcharge


Metode pengisian yang diperlukan untuk baterai lithium-ion adalah pengisian arus konstan dan tegangan konstan. Tahap awal pengisian adalah pengisian arus konstan. Saat proses pengisian berlangsung, tegangan pengisian secara bertahap meningkat menjadi 4.2v (tergantung pada bahan katoda, beberapa baterai memerlukan tegangan konstan 4.1v). Selama proses pengisian baterai lithium-ion, jika rangkaian charger kehilangan kendali dan melebihi 4.2v, maka baterai lithium-ion akan terus diisi dengan arus yang konstan, dan tegangan baterai lithium-ion akan terus meningkat. . Ketika tegangan baterai litium-ion lebih tinggi dari 4,3v, efek samping kimiawi dari baterai litium-ion akan semakin parah, menyebabkan kerusakan baterai atau masalah keamanan.


Pada rangkaian proteksi baterai litium-ion, ketika rangkaian terpadu kontrol menguji tegangan baterai litium-ion 4,28V (nilainya ditentukan oleh IC kontrol, rangkaian terpadu yang berbeda memiliki nilai yang berbeda), perusahaan pada akhirnya akan mengkonversi dari potensial tinggi ke potensi nol, menyebabkan VT2 mati, memutus sirkuit pengisian daya, pengisi daya baterai lithium-ion tidak dapat diisi, dan efek perlindungan pengisian daya tercapai. Pada saat ini, karena dioda tubuh VT2 sendiri, VD2, baterai lithium-ion dapat melepaskan beban eksternal melalui dioda. Ada penundaan antara sirkuit terpadu kontrol yang mendeteksi bahwa tegangan baterai lithium-ion melebihi 4.28v dan mengirimkan sinyal offVT2. Waktu tunda ditentukan oleh C3 dan biasanya diatur ke sekitar 1 untuk mencegah interferensi dari kesalahan penilaian proteksi.


(3) Keadaan pelepasan yang berlebihan


Selama proses pengosongan, tegangan baterai lithium-ion akan menurun secara bertahap seiring dengan proses pengosongan. Ketika tegangan baterai lithium-ion turun menjadi 2.5v, kapasitasnya terbuka sepenuhnya. Jika baterai litium-ion terus habis, maka akan menyebabkan kerusakan permanen pada baterai litium-ion. Selama proses pengosongan baterai lithium-ion, ketika tegangan baterai lithium-ion yang diuji oleh sirkuit terpadu kontrol lebih rendah dari 2.3V, nilainya ditentukan oleh sirkuit terpadu kontrol. Sirkuit terpadu yang berbeda memiliki nilai yang berbeda. Ini akan mengkonversi dari potensial tinggi ke potensial nol, menyebabkan VT1 mati, memutus sirkuit pengosongan, sehingga baterai lithium-ion tidak dapat lagi dikosongkan di bawah beban, dan efek perlindungan pengosongan tercapai. Saat ini, karena adanya dioda bodi VT1 VD1, pengisi daya dapat mengisi baterai lithium-ion melalui dioda. Karena tegangan baterai litium-ion tidak dapat dikurangi lebih lanjut dalam kondisi proteksi pengosongan berlebih, konsumsi arus rangkaian proteksi harus minimal. Pada saat ini, sirkuit terpadu kontrol akan memasuki kondisi konsumsi daya rendah, dan konsumsi daya seluruh sirkuit proteksi akan kurang dari 0,11a. Ada juga penundaan antara sirkuit terpadu kontrol yang mendeteksi bahwa tegangan baterai lithium-ion lebih rendah dari 2.3v dan mengirimkan sinyal offVT1. Waktu tunda ditentukan oleh C3 dan umumnya diatur sekitar 100 ms untuk mencegah interferensi dari kesalahan penilaian perlindungan.


(4) Status arus lebih


Karena sifat kimia baterai lithium-ion, produsen membatasi tingkat pengosongan baterai hingga 2 derajat Celcius. Jika laju pengosongan baterai litium-ion melebihi 2 derajat Celcius, hal ini dapat menyebabkan kerusakan permanen atau masalah keamanan pada baterai litium-ion.


Ketika baterai litium-ion biasanya dibuang ke beban, arus pelepasan akan menyebabkan penurunan tegangan pada FET seri karena resistansi konduksi FET.

Gambar dan sumber inspirasi:Situs web pengetahuan baterai