Мікросхеми захисту літієвих акумуляторів. Довідкові дані

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Мікросхеми захисту літієвих акумуляторів. Довідкові дані

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Довідкові матеріали

Коментарі до статті

Сучасні літієві акумулятори та акумуляторні батареї для живлення стільникових телефонів та інших портативних електронних приладів мають високі масогабаритні показники і велику енергоємність, але поряд з цим дуже чутливі до порушень режимів зарядки та розрядки. Наслідки таких порушень, часто ненавмисних, можуть бути досить тяжкими - від суттєвої втрати енергоємності до повного виходу батареї з ладу. Порівняльна вартість літієвих акумуляторів і батарей поки що залишається високою.

Це змушує вбудовувати в батареї досить складний електронний пристрій, що стежить за правильністю її експлуатації і не допускає виходу за допустимий режим. Нижче описані мікросхеми, що випускаються фірмою ON Semiconductor, призначені для виконання саме цих функцій. Одна із серії NCP802 захистить одиничний літієвий акумулятор, а МC33351А забезпечить надійну роботу батареї із трьох таких акумуляторів. Знайомство з їх особливостями допоможе не тільки правильно експлуатувати акумулятори, а й відновити працездатність після несподіваної "відмови", пов'язаної нерідко лише зі спрацьовуванням вбудованої системи захисту.

Мікросхеми серії NCP802

Їх випускають у кількох конструктивних модифікаціях: NCP802SN1T1 – у малогабаритному пластмасовому корпусі SOT-23-6 (рис. 1), а NCP802SAN1T1 та NCP802SAN5T1 – у пластмасовому корпусі SON-6 (рис. 2) ще менших розмірів.

(Натисніть для збільшення)

Якщо до позначення додано індекс G, мікросхема екологічно безпечна (не містить свинцю). На корпус мікросхем NCP802 нанесено лише умовне маркування – літери KN та код дати виготовлення. Повне найменування з усіма індексами зазначено лише у супровідній документації. Цоколівка мікросхем представлена у табл. 1.

(Натисніть для збільшення)

Типова схема підключення приладу до літій-іонного акумулятора, що захищається, показана на рис. 3.

Мікросхеми для захисту літієвих акумуляторів

Ланцюг R2C1 - фільтр живлення мікросхеми DA1. Опір резистора R2 не повинен бути більше 1 кОм, оскільки падіння напруги на ньому може неприпустимо збільшити пороги спрацьовування вузла захисту. Резистори R1 і R2 обмежують струм через мікросхему при випадковому підключенні акумулятора G1 до зарядного пристрою, що розвиває занадто велику напругу, або в неправильній полярності. Щоб у цих ситуаціях не перевищити допустиму для мікросхеми потужність, що розсіюється, сумарний опір цих резисторів повинен бути не менше 1 кОм. Однак при опорі резистора R1 більше 30 кОм мікросхема може не увійти в режим заряджання при підключенні до зарядного пристрою ЗУ акумулятора, розрядженого до рівня нижче допустимого.

Польові транзистори VT1 і VT2 послідовно включені в ланцюг зарядки/розрядки акумулятора G1. У робочому стані обидва вони відкриті, а сумарний опір каналів служить датчиком струму, що протікає в цьому ланцюгу. Зменшити при необхідності пороги спрацьовування струмового захисту можна послідовно включенням між висновками стоку транзисторів додаткового резистора, не показаного на схемі.

Якщо транзистор VT1 закрито, розряджання акумулятора G1 на зовнішнє навантаження неможливе. Однак зарядний струм може безперешкодно протікати через вбудований транзистор захисний діод, включений в прямому для цього струму напрямку. Аналогічно закритий транзистор VT2 забороняє заряджання, залишаючи можливим розрядження акумулятора G1. Коли обидва транзистори закриті, акумулятор повністю відключений від зовнішніх ланцюгів.

Захист від перезарядки

Якщо напруга на виведенні Vcell мікросхеми збільшується, то в момент перевищення деякого порогового значення U1 вона подає команду на закривання транзистора VT2, встановлюючи через резистор R1, з'єднаний з витоком транзистора VT2, на виведенні низький рівень напруги, рівний напрузі на виведенні Р-.

Мікросхема повернеться у стан з високим рівнем на виведенні ЗІ після того, як напруга, подана на висновок Vcell, зменшиться до значення, трохи меншого за пороговий. Вихід зі стану з низьким рівнем напруги на виведенні СО відбудеться і після підключення до акумулятора навантаження, якщо викликане її струмом падіння напруги на внутрішньому діоді транзистора VT2 - воно прикладено до виведення Р- досягне порогового рівня Uз (про нього сказано нижче) або перевищить його .

Умови переходу мікросхеми у стан захисту чи повернення вихідне повинні зберігатися протягом тривалого часу, як цей перехід відбудеться - передбачена тимчасова затримка.

Захист від надмірної розрядки

Коли напруга на виводі Vcell, зменшуючись, переходить встановлений поріг U2, на виведенні DO з'явиться низький рівень напруги, що призведе до закривання транзистора VT1 та припинення подальшої розрядки акумулятора G1. Можливість заряджання зберігається. Після того, як напруга на виведенні Vcell перевищить поріг U2, на виведенні DO знову з'явиться високий рівень.

У стані заборони розрядки акумулятора струм, споживаний мікросхемою, різко знижується, оскільки більшість її внутрішніх вузлів перетворюється на пасивний стан. Невелике збільшення напруги на виведенні Р-, викликане підключенням акумулятора до ЗУ, знову активізує мікросхему

Тимчасові діаграми напруги на різних висновках мікросхеми та струму в ланцюзі акумулятора G1 показані на рис. 4 і 5. Перший ілюструє роботу вузла захисту акумулятора від перезарядки і перевищення допустимого зарядного струму, а другий - від надмірної розрядки і перевищення допустимого розрядного струму.

(Натисніть для збільшення)

Захист від перевищення розрядного струму та замикання виводів акумулятора

Цей вузол діє, коли відкрито обидва транзистори - VT1 і VT2. Як тільки падіння напруги на них перевищить будь-яке з порогових значень U3 або U5, на виведенні DO встановиться низький рівень, що закриває транзистор VT1. Затримка закривання при перевищенні струму розрядки дорівнює приблизно 12 мс, а при замиканні висновків акумулятора - 0,4 мс. Це набагато менше затримки спрацьовування вузла захисту від надмірної розрядки.

В результаті вузол струмового захисту спрацьовує першим, запобігаючи переходу мікросхеми в пасивний режим, для виходу з якого необхідно підключати акумулятор до ЗУ. Для повернення у вихідний стан після усунення замикання або перевантаження по струму розрядки достатньо, щоб падіння напруги на резисторі Rs, що є всередині мікросхеми, стало менше порогового. Цей резистор підключений між висновками Gnd (Загальн.) і Р- при спрацював вузлі струмового захисту і відключений від них у всіх інших станах.

Захист від перевищення допустимого зарядного струму

Коли зарядний струм більший за допустимий (наприклад, акумулятор підключений до "чужого" або несправного ЗУ), негативна напруга на виведенні Р- нижче порога U4. Якщо протягом певного часу ця ситуація не змінилася, на виведенні СО буде встановлено низький рівень, що призведе до закривання польового транзистора VT2 та припинення заряджання. Для повернення у вихідний стан необхідно відключити акумулятор від ЗП та на деякий час підключити до навантаження.

Управління тимчасовими затримками

Як зазначалося вище, зміни стану мікросхеми необхідна дія певних умов протягом заданих внутрішніми вузлами мікросхеми інтервалів часу. При необхідності затримку можна відключити, після чого мікросхема перемикатиметься негайно після виникнення відповідної умови (тривалість спрацьовування вузлів та повернення до робочого режиму не регламентована). Для цього достатньо висновок DS з'єднати з виводом Vcell. Нормальний стан виведення DS – непідключений. Між ним та висновком Gnd у мікросхемі передбачений внутрішній резистор.

Заряджання сильно розрядженого акумулятора

Якщо напруга між висновками Vcell та Gnd мікросхеми не менше 1,5 В, на її виведенні СО – високий рівень, транзистор VT2 відкритий. Це дозволяє розпочати зарядку майже повністю розрядженого акумулятора.

Основні технічні характеристики

Напруга живлення, В......1,5...4,5
Мінімальна напруга на акумуляторі, при якому можна почати зарядку, ......1,5
Найбільший струм, що споживається в активному режимі, мкА, при напрузі живлення 3,9 В і нульовій напрузі на виводі Р-......6
типове значення......3
Найбільший струм, що споживається в пасивному режимі, мкА, при напрузі живлення 2......0,1
Найбільше значення напруги низького рівня на виході З управління транзистором зарядки, В, при напрузі живлення 4,5 В і імпульсі вихідного струму 50 мкА......0,5
типове значення......0,4
Найменше значення напруги високого рівня на виході З управління транзистором зарядки,В, при напрузі живлення 3,9 В і імпульсі вихідного струму -50 мкА......3,4
типове значення......3,7
Найбільше значення напруги низького рівня на виході DO управління транзистором розрядки, при напрузі живлення 2 В і імпульсі вихідного струму 50 мкА......0,5
типове значення......0,2
Найменше значення напруги високого рівня на виході DO управління транзистором розрядки, при напрузі живлення 3,9 В і імпульсі вихідного струму -50 мкА......3,4
типове значення......3,7

Вузол захисту від перезарядки

Порогова напруга спрацьовування між висновками Vcell і Gnd, при опорі резистора R2 (рис. 3) 330 Ом і температурі навколишнього середовища в межах -5 ... +55 ° С для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,32. .4,38
типове значення......4,35
NCP802SAN5T1. . .4,245...4,305
типове значення .....4,275
Порогова напруга спрацьовування U, В при опорі резистора R2 330 Ом і температурі навколишнього середовища +25 °С для
NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,325...4,375
типове значення......4,35
NCP802SAN5T1......4,25...4,3
типове значення .....4,275
Затримка спрацьовування t31, з при збільшенні напруги живлення (на виводі Vcell) від 3,6 до 4,4 В, для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 ...0,175...0,325
типове значення......0,25
NCP802SAN5T1......0,7...1,3
типове значення......1
Затримка повернення tB1 в робочий режим, мс, при напрузі живлення 4 і збільшення падіння напруги на датчику струму R1 від нуля до 1 В......11...21
типове значення......16
Вузол захисту від перерозрядки
Порогова напруга спрацьовування U2 (між висновками Vcell і Gnd), В,
NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....2,34...2,46
типове значення......2,4
NCP802SAN5T1 .....2,24...2,36
типове значення......2,3
Затримка спрацьовування t32, мс, при зменшенні напруги живлення від 3,6 до 2,2 В......14...26
типове значення......20
Затримка повернення tB2 в робочий режим, мс, при напрузі живлення 3 і зменшенні падіння напруги на датчику струму від 3 до нуля .....0,7... 1,7
типове значення......1,2
Вузол захисту від перевищення струму розрядки
Порогова напруга U3 на датчику струму, В,
NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....0,18...0,22
типове значення......0,2
NCP802SAN5T1 .....0,08...0,12
типове значення......0,1
Затримка спрацьовування t33, мс, при напрузі живлення 3 і збільшенні падіння напруги на датчику струму від нуля до 1 В для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......8...16
типове значення......12
NCP802SAN5T1......4..8
типове значення......6
Затримка повернення tB3 в робочий режим, мс, при напрузі живлення 3 і зменшенні падіння напруги на датчику струму від 3 до нуля .....0,7... 1,7
типове значення......1,2
Вузол захисту від перевищення струму заряджання
Порогова напруга U4 на датчику струму, при зменшенні падіння напруги на ньому .....-0,13...-0,07
типове значення......-0,1
Затримка спрацьовування t34, мс, при напрузі живлення 3 і зменшення падіння напруги на датчику струму від нуля до -1 В для NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......11...21
типове значення......16
NCP802SAN5T1......5... 11
типове значення......8
Затримка повернення tB4 в робочий режим, мс, при напрузі живлення 3 і збільшенні падіння напруги на датчику струму від-1 до нуля......0,7...1,7
типове значення......1,2

Вузол захисту від замикання зовнішніх висновків

Порогова напруга U5 на датчику струму, при напрузі живлення 3 В . . .Uпит - (1,4...1,8)
типове значення .....Uпит - 1,1
Затримка спрацьовування t35, мс, при напрузі живлення 3 і збільшенні падіння напруги на датчику струму від нуля до 3 В . .0,25...0,6 типове значення......0,4
Опір між висновками Р- та Gnd після спрацьовування вузла струмового захисту, ком, при напрузі живлення 3,6 В і падінні напруги на датчику струму 1 В......15. ..45
типове значення......30
Вузол керування затримками
Напруга на вході DS, що відключає затримки, ......Uпит+(-0,5...+0,3)
Напруга на непідключеному вході DS, В, при напрузі живлення 3,6...4,4 В......1,05...(Uпи -1,1)
Опір внутрішнього резистора між висновками DS і Gnd, МОм......0,5...2,5
типове значення......1,3
Гранично допустимі значення
Напруга, В між висновками Vcell і Gnd (напруга живлення), а також між висновками DS і Gnd, DO і Gnd......-0,3...+12
Напруга, між висновками Р- і Gnd, а також між СО і Р-......Uпит+(-28...+0,3)
Найбільша потужність, що розсіюється, мВт......150
Робочий інтервал температури кристала, °С......-40...+85
Температура зберігання, °С .. .-55...+125

При непідключеному виведенні DS, якщо не вказано інше.

Крім зазначених вище, та сама фірма випускає серію мікросхем MC33349N, що відрізняються від NCP802SN1T1 в основному тільки значеннями трьох параметрів:

Порогова напруга спрацьовування U1, (типове значення) при опорі резистора R2 330 Ом і температурі навколишнього середовища +25 °С, для MC33349N-3R1, MC33349N-4R1......4,25
MC33349N-7R1......4,35
Порогова напруга спрацьовування U2, (типове значення)......2,5
Порогова напруга U3 на датчику струму, (типове значення), для
MC33349N-3R1, MC33349N-7R1......0,2
MC33349N-4R1......0,075

У маркуванні на корпусі цих мікросхем замість KN нанесено цифробуквене позначення: А1 - для MC33349N-3R1, А2 - MC33349N-4R1 та АТ - MC33349N-7R1.

Місткість конденсатора С2 виробник не вказує.

Дивіться інші статті розділу Довідкові матеріали.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

30-вольтові HEXFET МОП-транзистори 21.08.2006

Компанія International Rectifier представила здвоєні 30-вольтові HEXFET MOII-транзистори IRF7835PbF та IRF7836PbF, передбачені для використання у синхронних імпульсних DC/DCPOL (Point-of-Load) стабілізаторах.

Транзистори випускаються у корпусі SO-8. lRF7835PbF розрахований на мобільні процесори, що вимагають струму 35 А від двофазного імпульсного стабілізатора. При цьому в кожній фазі застосовуються один керуючий і два синхронні МОП-транзистори.

Елемент може застосовуватись у додатках до 11 А на один МОП-транзистор. lRF7836PbF розрахований на шини живлення, в яких використовується один керуючий і лише один синхронний МОП-транзистор. Вони можуть використовуватися у додатках до 9 А на один МОП-транзистор.

За оцінкою фахівців компанії, новий чіпсет є найкращим чіпсетом для застосування в блоках живлення портативної електроніки та живлення ядра процесора Intel Centrino. Елементи відповідають RoHS.

Інші цікаві новини:

▪ Нетбук UbiSurfer

▪ Сервіс даних Nearby Share

▪ Клітини дитини залишаються в головному мозку матері

▪ Депресія знижує ефективність хіміотерапії

▪ Смартфони продаються краще за звичайні стільникові телефони

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Велика енциклопедія для дітей та дорослих. Добірка статей

▪ стаття Як працювати з ритмом під час монтажу. Мистецтво відео

▪ стаття У яких хребетних кров безбарвна? Детальна відповідь

▪ стаття Астрономічний прилад Спостерігач. Дитяча наукова лабораторія

▪ стаття Ультразвуковий генератор для відлякування щурів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ LED індикатор зниження напруги живлення РТО. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт