Аналіз прынцыпу прымянення абароны літыевай батарэі і адпаведнага MOSFET Trench

2026,01,16

Аналіз прынцыпу працы абароны літыевай батарэі

Пры выкарыстанні літыевых батарэй можа ўзнікнуць некалькі праблем: празмерная зарадка, празмерная разрадка, перагрэў, перагрузка па току, кароткае замыканне і пастаянны збой. Такім чынам, пры ўжыванні літыевых батарэй неабходна дадаць схемы абароны літыевых батарэй. У ланцугу абароны літыевай батарэі MOSFET можа прымяняцца ў трох пазіцыях: ланцуг зарадкі, ланцуг разрадкі і ланцуг кіравання FUSE.

Прынцып аналізу схемы абароны літыевай батарэі выглядае наступным чынам (на прыкладзе літыевага чыпа абароны R5421):

Літыевы чып абароны R5421 кантралюе стан пераключэння палявога транзістара шляхам вызначэння бягучага напружання, току, часу і іншых параметраў схемы абароны. Яго тыповая схема прымянення наступная:

Функцыі кантактаў чыпа R5421 апісаны наступным чынам:

Параўнанне схем абароны літыевай батарэі

1. Абарона IC + MOSFET + засцерагальнік

Камбінацыя ахоўнай мікрасхемы і трубкі MOSFET прызначана для абароны ад празмернай зарадкі, празмернай разрадкі, перагрузкі па току і кароткага замыкання. Засцерагальнік выкарыстоўваецца для абароны ад перагрэву. Ёсць тры тыпу засцерагальніка: цеплавой засцерагальнік, звычайны засцерагальнік і засцерагальнік павольнага разрыву. Цеплавой засцерагальнік можа эфектыўна абараніць элемент батарэі ад узгарання і выбуху з-за перагрэву, і ён мае меншы кошт. Аднак з-за ўплыву памеру току, тэмпературы навакольнага асяроддзя, тэмпературы друкаванай платы і тэмпературы элементаў батарэі цеплавой засцерагальнік схільны да няспраўнасці. Неўзнаўляльная характарыстыка тэрмічнага засцерагальніка робіць прымяненне гэтага рашэння пэўнымі абмежаваннямі.

Звычайныя засцерагальнікі з'яўляюцца недарагімі, але паколькі яны не могуць вызначаць тэмпературу элемента акумулятара, калі акумулятар замыкаецца, засцерагальнік можа перагарэць, што прывядзе да злому акумулятара. Гэта рашэнне прымяняецца ў літыевых батарэях нізкага класа.

Час дзеяння засцерагальніка павольнага разрыву даўжэй, чым у камбінацыі ахоўнай IC + MOSFET для абароны ад перагрузкі па току. Гэта гарантуе, што камбінацыя ахоўнай трубкі IC + MOSFET, як асноўная ахоўная прылада, функцыянуе як першы ўзровень абароны і не будзе выклікаць дзеянне засцерагальніка току падчас перагрузкі па току. Аднак гэтае рашэнне не з'яўляецца эфектыўным для абароны элемента батарэі ад перазарадкі.

2. Абарона IC + MOSFET + PTC/MHP

Каб пераканацца, што літыевая батарэя можа бяспечна зараджацца і разраджацца, нават калі першасная абарона (у тым ліку мікрасхема абароны і MOSFET-транзістар) не працуе, у схему дадаецца набор кампанентаў пасіўнай абароны. Гэтыя кампаненты выкарыстоўваюць аднаўляемыя засцерагальнікі (PTC або MHP) для вызначэння тэмпературы элемента батарэі. Калі тэмпература павышаецца ненармальна, PTC або MHP неадкладна становяцца высокімі, блакуючы зарадку і разрадку батарэі, тым самым прадухіляючы ўзгаранне або выбух літыевай батарэі.

3. Двайная абарона IC + MOSFET

Выкарыстанне падвойных актыўных прылад для абароны можа павысіць надзейнасць кампанентаў абароны і знізіць верагоднасць адмовы кампанентаў абароны. Аднак гэты механізм абароны не вельмі эфектыўны з пункту гледжання абароны ад перагрэву.

Незалежна ад прычыны пажар і выбух літыевых батарэй характарызуюцца рэзкім павышэннем тэмпературы батарэі. Без пасіўных кампанентаў (PTC/MHP) для вызначэння тэмпературы акумулятара, нават з падвойнай абаронай, нельга прадухіліць узгаранне і выбух акумулятара.

Двайная схема абароны значна зніжае верагоднасць узнікнення празмернай зарадкі, празмернай разрадкі, кароткага замыкання і г.д., але не ўплывае на ўнутраныя праблемы батарэі.

Зыходзячы з параўнання некалькіх прыведзеных вышэй схем, схема абароны IC + MOSFET + PTC/MHP з'яўляецца больш эфектыўнай для прадухілення пажару і выбуху літыевых батарэй. Гэтая схема з'яўляецца найбольш распаўсюджанай і мае самыя высокія эканамічныя паказчыкі.