site logo

NMC লিথিয়াম ব্যাটারি প্যাক চার্জিং এবং ডিসচার্জিং সুরক্ষা সার্কিট

এটি লিথিয়াম ব্যাটারির মাধ্যমে সার্কিট সিস্টেমে 3.3V ভোল্টেজ সরবরাহ করে এবং এতে USB চার্জিং এবং ওভারচার্জ রক্ষণাবেক্ষণের কাজ রয়েছে।

USB চার্জিং সম্পূর্ণ করতে TP4056 চিপ সার্কিট নির্বাচন করে। TP4056 হল একটি একক-কোষ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি স্থিতিশীল বর্তমান/স্থিতিশীল ভোল্টেজ লিনিয়ার চার্জার। PMOSFET আর্কিটেকচারটি অভ্যন্তরীণভাবে নির্বাচন করা হয়েছে এবং একটি অ্যান্টি-রিভার্স চার্জিং সার্কিটের সাথে মিলিত হয়েছে, তাই কোনও বাহ্যিক বিচ্ছিন্ন ডায়োডের প্রয়োজন নেই। তাপীয় প্রতিক্রিয়া উচ্চ-শক্তি অপারেশন বা উচ্চ পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে চিপ তাপমাত্রাকে সীমাবদ্ধ করতে চার্জিং কারেন্টকে সক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করতে পারে। চার্জিং ভোল্টেজ 4.2V এ স্থিতিশীল, এবং চার্জিং কারেন্ট একটি প্রতিরোধকের মাধ্যমে বাহ্যিকভাবে সেট করা যেতে পারে। চার্জিং কারেন্ট যখন চূড়ান্ত চার্জিং ভোল্টেজে পৌঁছানোর পর সেট মানের এক-দশমাংশে পৌঁছায়, তখন TP4056 সক্রিয়ভাবে চার্জিং চক্রটি বন্ধ করে দেবে।

যখন কোন ইনপুট ভোল্টেজ থাকে না, তখন TP4056 সক্রিয়ভাবে একটি নিম্ন কারেন্ট অবস্থায় প্রবেশ করে, ব্যাটারি লিকেজ কারেন্টকে 2uA-এর কম করে। TP4056 শাটডাউন মোডে রাখা যেতে পারে যখন পাওয়ার সাপ্লাই থাকে, সাপ্লাই কারেন্ট কমিয়ে 55uA করে। TP4056 এর পিনের সংজ্ঞা নিম্নলিখিত টেবিলে দেখানো হয়েছে।

ইউএসবি চার্জিং সার্কিট ডায়াগ্রামটি নিম্নরূপ:

সার্কিট বিশ্লেষণ: Header2 হল সংযোগকারী টার্মিনাল, এবং B+ এবং B_ পৃথকভাবে লিথিয়াম ব্যাটারির ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক খুঁটির সাথে সংযুক্ত। TP4-এর পিন 8 এবং পিন 4056 5V-এর USB পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত, এবং পিন 3 GND-এর সাথে সংযোগ করা হয়েছে পাওয়ার সাপ্লাই এবং চিপের সক্ষমতা সম্পূর্ণ করার জন্য। 1 পিন TEMP কে GND এর সাথে সংযুক্ত করুন, ব্যাটারি তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ ফাংশন বন্ধ করুন, 2 পিন PROG সংযোগ প্রতিরোধক R23 এবং তারপর GND এর সাথে সংযোগ করুন, নিম্নলিখিত সূত্র অনুসারে চার্জিং কারেন্ট অনুমান করা যেতে পারে।

5-পিন BAT ব্যাটারিতে চার্জিং কারেন্ট এবং 4.2V চার্জিং ভোল্টেজ সরবরাহ করে। ইন্ডিকেটর লাইট D4 এবং D5 পুল-আপ অবস্থায় আছে, ইঙ্গিত করে যে চার্জিং সম্পূর্ণ হয়েছে এবং চার্জিং চলছে। সংযোগ চিপ পিন কম হলে এটি আলোকিত হবে। ব্যাটারি চার্জ করার সময় পিন 6 STDBY সর্বদা উচ্চ-প্রতিবন্ধক অবস্থায় থাকে। এই মুহুর্তে, D4 বন্ধ আছে। চার্জিং সম্পন্ন হলে, অভ্যন্তরীণ সুইচ দ্বারা এটি নিম্ন স্তরে টানা হয়। এই মুহুর্তে, D4 চালু আছে, ইঙ্গিত করে যে চার্জিং সম্পূর্ণ হয়েছে৷ বিপরীতে, ব্যাটারি চার্জিং প্রজেক্টে, পিন 7 চালু থাকাকালীন CHRG ঘড়িটি নিম্ন স্তরে থাকে এবং এই মুহুর্তে D5 চালু থাকে, এটি ইঙ্গিত করে যে এটি চার্জ হচ্ছে। চার্জিং সম্পন্ন হলে, এটি একটি উচ্চ প্রতিবন্ধক অবস্থায় থাকে এবং এই মুহুর্তে D5 বন্ধ থাকে।

লিথিয়াম ব্যাটারি ওভারচার্জ এবং ওভারডিসচার্জ রক্ষণাবেক্ষণ সার্কিট DW01 চিপ নির্বাচন করে এবং সম্পূর্ণ করতে MOS টিউব 8205A এর সাথে সহযোগিতা করে। DW01 হল একটি লিথিয়াম ব্যাটারি রক্ষণাবেক্ষণ সার্কিট চিপ যার উচ্চ-নির্ভুলতা ভোল্টেজ পর্যবেক্ষণ এবং সময় বিলম্ব সার্কিট রয়েছে। DW01 চিপের পিনের সংজ্ঞা নীচের টেবিলে দেখানো হয়েছে।

8205A হল একটি সাধারণ ড্রেন এন-চ্যানেল বর্ধিত শক্তি FET, ব্যাটারি রক্ষণাবেক্ষণ বা কম-ভোল্টেজ সুইচিং সার্কিটের জন্য উপযুক্ত। চিপের অভ্যন্তরীণ গঠন নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

লিথিয়াম ব্যাটারি চার্জিং এবং রক্ষণাবেক্ষণ সার্কিট নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

সার্কিট বিশ্লেষণ: লিথিয়াম ব্যাটারি শক্তি ব্যবহার করা হয় কিনা তা নিয়ন্ত্রণ করতে Header3 হল একটি টগল সুইচ।

লিথিয়াম ব্যাটারির স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপ: যখন লিথিয়াম ব্যাটারি 2.5V এবং 4.3V এর মধ্যে হয়, তখন DW1 আউটপুট উচ্চ স্তরের 3 এবং 01 উভয় পিন এবং পিন 2 এর ভোল্টেজ 0V হয়৷ 8205A এর স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম অনুসারে, DW1 এর পিন 3 এবং পিন 01 আলাদাভাবে 5A এর পিন 4 এবং পিন 8205 এর সাথে সংযুক্ত রয়েছে। এটি দেখা যায় যে উভয় এমওএস ট্রানজিস্টর পরিবাহিতে রয়েছে। এই মুহুর্তে, লিথিয়াম ব্যাটারির নেতিবাচক মেরুটি মাইক্রোকন্ট্রোলার সার্কিটের পাওয়ার সাপ্লাই গ্রাউন্ড P_ এর সাথে সংযুক্ত এবং লিথিয়াম ব্যাটারি স্বাভাবিক। দ্বারা চালিত

ওভারচার্জ রক্ষণাবেক্ষণ নিয়ন্ত্রণ: যখন লিথিয়াম ব্যাটারি TP4056 সার্কিটের মাধ্যমে চার্জ করা হয়, তখন চার্জ করার সময় বাড়ার সাথে সাথে লিথিয়াম ব্যাটারির শক্তি বৃদ্ধি পাবে। যখন লিথিয়াম ব্যাটারির ভোল্টেজ 4.4V-এ বেড়ে যায়, তখন DW01 মনে করে যে লিথিয়াম ব্যাটারির ভোল্টেজ ইতিমধ্যেই অতিরিক্ত চার্জের অবস্থায় রয়েছে এবং অবিলম্বে পিন 3 কে 0V আউটপুট করতে ম্যানিপুলেট করে এবং 8205A চিপ G1-এর কোন ভোল্টেজ নেই, যার ফলে MOS টিউব থামতে. এই মুহুর্তে, লিথিয়াম ব্যাটারি B_ একক-চিপ মাইক্রোকম্পিউটারের সার্কিট পাওয়ার সাপ্লাই P_ এর সাথে সংযুক্ত নয়, অর্থাৎ লিথিয়াম ব্যাটারির চার্জিং সার্কিট ব্লক করা হয়েছে এবং চার্জিং বন্ধ হয়ে গেছে। যদিও ওভারচার্জ কন্ট্রোল সুইচ টিউবটি বন্ধ করা হয়েছে, তবে এর অভ্যন্তরীণ ডায়োডের দিকটি ডিসচার্জ সার্কিটের মতই, তাই যখন একটি ডিসচার্জ লোড P+ এবং P_ এর মধ্যে সংযুক্ত থাকে, তখনও এটি ডিসচার্জ করা যেতে পারে। যখন লিথিয়াম ব্যাটারির ভোল্টেজ 4.3V এর চেয়ে কম হয়, তখন DW01 ওভারচার্জ রক্ষণাবেক্ষণের অবস্থা বন্ধ করে দেয়। এই মুহুর্তে, লিথিয়াম ব্যাটারি B_ মাইক্রোকন্ট্রোলার সার্কিটের পাওয়ার সাপ্লাই P_ এর সাথে সংযুক্ত, এবং স্বাভাবিক চার্জ এবং স্রাব আবার সঞ্চালিত হয়।

ওভার-ডিসচার্জ রক্ষণাবেক্ষণ নিয়ন্ত্রণ: যখন লিথিয়াম ব্যাটারি একটি বাহ্যিক লোডের সাথে ডিসচার্জ করা হয়, তখন লিথিয়াম ব্যাটারির ভোল্টেজ ধীরে ধীরে কমে যাবে। DW01 R26 প্রতিরোধকের মাধ্যমে লিথিয়াম ব্যাটারির ভোল্টেজ সনাক্ত করে। যখন ভোল্টেজ 2.3V এ নেমে যায়, তখন DW01 মনে করে যে লিথিয়াম ব্যাটারি ভোল্টেজ ইতিমধ্যেই ওভার-ডিসচার্জ ভোল্টেজ অবস্থায় রয়েছে এবং অবিলম্বে পিন 1 কে 0V আউটপুট করতে ম্যানিপুলেট করে, এবং 8205A চিপ G2-এ কোন ভোল্টেজ নেই যার ফলে MOS টিউব বন্ধ হয়ে যায়। এই মুহুর্তে, লিথিয়াম ব্যাটারি B_ একক-চিপ মাইক্রোকম্পিউটারের সার্কিট পাওয়ার সাপ্লাই P_ এর সাথে সংযুক্ত নয়, অর্থাৎ লিথিয়াম ব্যাটারির ডিসচার্জ সার্কিট অবরুদ্ধ, এবং স্রাব বন্ধ হয়ে গেছে। চার্জ করার জন্য TP4056 সার্কিটের সাথে সংযুক্ত হলে, DW01 B_ এর মাধ্যমে চার্জিং ভোল্টেজ সনাক্ত করার পরে, এটি একটি উচ্চ স্তরের আউটপুট করতে পিন 1 নিয়ন্ত্রণ করে। এই মুহুর্তে, লিথিয়াম ব্যাটারি B_ মাইক্রোকন্ট্রোলার সার্কিটের পাওয়ার সাপ্লাই P_ এর সাথে সংযুক্ত, এবং স্বাভাবিক চার্জ এবং স্রাব আবার সঞ্চালিত হয়।