تطبيق MOSFET في نظام إدارة البطارية
تتكون بطارية الليثيوم بشكل أساسي من جزأين: الخلية ولوحة الحماية PCM (تسمى بطارية الطاقة عمومًا نظام إدارة البطارية BMS) ، والخلية تعادل قلب بطارية الليثيوم ، ونظام الإدارة يعادل دماغ بطارية الليثيوم. يتكون اللب بشكل أساسي من مادة موجبة ، مادة سلبية ، إلكتروليت ، غشاء وصدفة ، بينما تتكون لوحة الحماية بشكل أساسي من رقاقة حماية (أو شريحة إدارة) ، وأنبوب MOS ، ومقاومة ، وسعة ، وثنائي الفينيل متعدد الكلور. المعلمات العامة لبطارية الليثيوم هي: 50A 30V ، 90a 30V ، 110A 40V ، 160A 60V.
تستخدم البطاريات بشكل أساسي في المنتجات الاستهلاكية والمنتجات الرقمية ومنتجات الطاقة والمنتجات الطبية والأمنية.
يحتل الليثيوم المرتبة الثالثة في الجدول الدوري مع إلكترون واحد في الطبقة الخارجية. من السهل أن تفقد هيكلها المستقر ، لذلك فهي معدن نشط للغاية. تستخدم بطارية الليثيوم أيون على نطاق واسع بسبب تيار التفريغ الكبير والمقاومة الداخلية المنخفضة وعمر الخدمة الطويل وعدم وجود تأثير للذاكرة. يُحظر بشدة الشحن الزائد والشحن الزائد والماس الكهربائي عند استخدام بطارية أيونات الليثيوم ، وإلا فسوف يتسبب ذلك في حدوث عيوب قاتلة مثل الحريق والانفجار. لذلك ، عند استخدام بطارية الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، سيتم توفير لوحة حماية لحماية سلامة خلية البطارية.
تحتوي لوحة الحماية على مكونين أساسيين: دائرة حماية متكاملة ، والتي تحصل على معايير حماية موثوقة من خلال مقارنة دقيقة بالإضافة إلى ذلك ، تعمل سلسلة MOSFET كمفتاح عالي السرعة في دائرة الشحن والتفريغ الرئيسية لأداء إجراءات الحماية.
تتكون لوحة حماية بطارية الليثيوم بشكل أساسي من IC للصيانة (صيانة الجهد الزائد) وأنبوب MOS (أكثر من الصيانة الحالية) ، والذي يستخدم لحماية سلامة خلية بطارية الليثيوم. تُستخدم بطارية الليثيوم على نطاق واسع بسبب تيار التفريغ الكبير ، والمقاومة الداخلية المنخفضة ، والعمر التشغيلي الطويل ، وعدم وجود تأثير على الذاكرة. يحظر الشحن الزائد والشحن الزائد والقصير في استخدام بطارية الليثيوم أيون ، وإلا فإنها ستسبب عيوب الموت مثل الحريق والانفجار لذلك ، عند استخدام بطارية الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، سيكون هناك لوحة صيانة للحفاظ على سلامة الخلية.
1. قدرة حماية الجهد
لوحة حماية الشحن الزائد: يجب أن تتمتع لوحة الحماية بالقدرة على منع تجاوز الجهد الأساسي للقيمة المحددة مسبقًا لصيانة التفريغ الزائد: يجب أن تتمتع لوحة الحماية بالقدرة على منع الجهد الأساسي من أن يكون أقل من القيمة المحددة مسبقًا.
2. القدرة الحالية
بصفتها معدات حماية السلامة لبطارية الليثيوم ، يجب ألا تعمل لوحة الحماية بشكل موثوق فقط ضمن نطاق التشغيل العادي الحالي للمعدات ، ولكن أيضًا تعمل بسرعة عندما تكون البطارية قصيرة الدائرة عن طريق الخطأ أو التيار الزائد ، بحيث يمكن حماية البطارية .
3. على المقاومة
التعريف: عندما يكون تيار الشحن 500 مللي أمبير ، فإن مقاومة التوصيل لأنبوب MOS.
نظرًا لتردد العمل العالي لمعدات الاتصالات ، ومعدل الخطأ المنخفض المطلوب لنقل البيانات ، والارتفاع الحاد وسقوط حافة قطار النبض ، فإن متطلبات سعة الإخراج الحالية واستقرار الجهد للبطارية عالية ، وبالتالي فإن المقاومة يكون مفتاح أنبوب MOS للوحة الحماية صغيرًا عند تشغيله ، وعادة ما تكون لوحة الحماية الخاصة بنواة واحدة موفرة للطاقة 70mΩ. إذا كانت كبيرة جدًا ، فإن تشغيل جهاز الاتصال يكون غير طبيعي ، مثل انقطاع الاتصال المفاجئ للهاتف المحمول أثناء المكالمة الخط والهاتف غير متصلين ، والضوضاء وغيرها من الظواهر.
4. التيار المستهلك
التعريف: جهد عمل IC هو 3.6 فولت. في حالة عدم التحميل ، يكون تيار العمل المتدفق عبر IC للحماية صغيرًا جدًا بشكل عام.
يؤثر تيار الاستهلاك الذاتي للوحة الحماية بشكل مباشر على وقت الاستعداد للبطارية. بشكل عام ، يكون تيار الاستهلاك الذاتي للوحة الحماية أقل من 10 μ a.
5. الوظيفة الميكانيكية ، القدرة على التكيف مع درجة الحرارة والقدرة الاستاتيكية
من الضروري أن يجتاز مجلس الحماية اختبار الإحساس والتأثير لقواعد المعايير الوطنية ؛ يمكن أن تعمل لوحة الحماية بأمان عند 40 إلى 85 درجة ويمكن أن تصمد أمام اختبار ثابت ESD بدون لمس 15 كيلو فولت.