site logo

Заштитно коло за пуњење и пражњење НМЦ литијумске батерије

Напаја напон од 3.3 В у систем кола преко литијумске батерије и има функцију УСБ пуњења и одржавања прекомерног пуњења.

УСБ пуњење бира ТП4056 чип чип за завршетак. ТП4056 је једноћелијски литијум-јонски пуњач са стабилном струјом/стабилизованим напоном. Архитектура ПМОСФЕТ-а је одабрана интерно и комбинована са кола против реверзног пуњења, тако да није потребна екстерна изолациона диода. Термичка повратна спрега може активно да подеси струју пуњења како би ограничила температуру чипа у условима рада велике снаге или високе температуре околине. Напон пуњења је стабилан на 4.2В, а струја пуњења се може подесити споља преко отпорника. Када струја пуњења достигне једну десетину подешене вредности након достизања коначног напона пуњења, ТП4056 ће активно прекинути циклус пуњења.

Када нема улазног напона, ТП4056 активно улази у стање ниске струје, смањујући струју цурења батерије на мање од 2уА. ТП4056 се такође може ставити у режим искључивања када постоји напајање, смањујући струју напајања на 55уА. Дефиниција пина за ТП4056 је приказана у следећој табели.

Дијаграм струјног кола за УСБ пуњење је следећи:

Анализа кола: Хеадер2 је прикључни терминал, а Б+ и Б_ су одвојено повезани на позитивни и негативни пол литијумске батерије. Пин 4 и Пин 8 на ТП4056 су повезани на УСБ напон напајања од 5В, а Пин 3 је повезан на ГНД да би се завршило напајање и омогућило чип. Повежите 1 пин ТЕМП на ГНД, искључите функцију праћења температуре батерије, 2 пин ПРОГ повежите отпорник Р23 и затим повежите на ГНД, струја пуњења може се проценити према следећој формули.

5-пински БАТ напаја батерију струју пуњења и напон пуњења од 4.2 В. Индикаторске лампице Д4 и Д5 су у стању повлачења, што указује да је пуњење завршено и да је пуњење у току. Упалиће се када је пин чипа за повезивање низак. Пин 6 СТДБИ је увек у стању високе импедансе током пуњења батерије. У овом тренутку, Д4 је искључен. Када је пуњење завршено, унутрашњи прекидач се спушта на ниски ниво. У овом тренутку је укључен Д4, што показује да је пуњење завршено. Напротив, у пројекту пуњења батерије, ЦХРГ сат је на ниском нивоу када је пин 7 укључен, а Д5 је укључен у овом тренутку, што показује да се пуни. Када је пуњење завршено, он је у стању високе импедансе, а Д5 је у овом тренутку искључен.

Коло за одржавање прекомерног пуњења и прекомерног пражњења литијумске батерије бира ДВ01 чип и сарађује са МОС цеви 8205А да би се завршио. ДВ01 је чип кола за одржавање литијумске батерије са високо прецизним колама за праћење напона и временског кашњења. Дефиниција пинова ДВ01 чипа је приказана у табели испод.

8205А је уобичајени одводни Н-канални ФЕТ побољшане снаге, погодан за одржавање батерија или нисконапонска склопна кола. Унутрашња структура чипа је приказана на слици испод.

Круг за пуњење и одржавање литијумске батерије приказан је на слици испод.

Анализа кола: Хеадер3 је прекидач за контролу да ли се користи напајање литијумске батерије.

Нормалан рад литијумске батерије: Када је литијумска батерија између 2.5В и 4.3В, оба пина 1 и 3 ДВ01 излазе на високом нивоу, а напон пина 2 је 0В. Према шематском дијаграму 8205А, пин 1 и пин 3 ДВ01 су одвојено повезани на пин 5 и пин 4 на 8205А. Може се видети да су оба МОС транзистора у проводљивости. У овом тренутку, негативни пол литијумске батерије је повезан са уземљењем напајања П_ кола микроконтролера, а литијумска батерија је нормална. покреће га.

Контрола одржавања прекомерног пуњења: Када се литијумска батерија пуни преко ТП4056 кола, снага литијумске батерије ће се повећати како се време пуњења повећава. Када напон литијумске батерије порасте на 4.4В, ДВ01 мисли да је напон литијумске батерије већ у стању пренапуњености, и одмах манипулише пин 3 да би изашао 0В, а 8205А чип Г1 нема напон, што узрокује МОС цев да се заустави. У овом тренутку, литијумска батерија Б_ није повезана са струјним кругом П_ микрорачунара са једним чипом, односно коло за пуњење литијумске батерије је блокирано, а пуњење је заустављено. Иако је цев прекидача за контролу прекомерног пуњења искључена, смер њене унутрашње диоде је исти као у кругу за пражњење, тако да када је оптерећење пражњења повезано између П+ и П_, оно се и даље може испразнити. Када је напон литијумске батерије нижи од 4.3 В, ДВ01 зауставља стање одржавања прекомерног пуњења. У овом тренутку, литијумска батерија Б_ је повезана са напајањем П_ кола микроконтролера и поново се врши нормално пуњење и пражњење.

Контрола одржавања прекомерног пражњења: Када се литијумска батерија испразни са спољним оптерећењем, напон литијумске батерије ће полако пасти. ДВ01 детектује напон литијумске батерије кроз отпорник Р26. Када напон падне на 2.3В, ДВ01 мисли да је напон литијумске батерије већ у стању напона прекомерног пражњења, и одмах манипулише пин 1 на излаз 0В, а 8205А чип Г2 нема напон што доводи до заустављања МОС цеви. У овом тренутку литијумска батерија Б_ није повезана са струјним кругом П_ микрорачунара са једним чипом, односно, коло пражњења литијумске батерије је блокирано, а пражњење је заустављено. Када је повезан на ТП4056 коло за пуњење, након што ДВ01 детектује напон пуњења кроз Б_, он контролише пин 1 за излаз високог нивоа. У овом тренутку се литијумска батерија Б_ повезује на напајање П_ кола микроконтролера и поново се врши нормално пуњење и пражњење.