راهکار کاربردی حفاظت از باتری لیتیومی Slkor DW01A

Shenzhen Slkor Micro Semicon Co., Ltd.ستون فقرات فنی این شرکت از دانشگاه تسینگهوا می‌آید. این شرکت با مواد جدید، فرآیندهای جدید و محصولات جدید هدایت می‌شود و بر فناوری دستگاه‌های قدرت نیمه‌هادی نسل سوم کاربید سیلیکون (SiC) که در سطح بین‌المللی پیشرو است، تسلط دارد. Slkor یک شرکت فناوری پیشرفته است که طراحی، توسعه، تولید و فروش محصولات الکترونیکی را یکپارچه می‌کند و محصولات قابل اعتمادی را به مشتریان ارائه می‌دهد و از خدمات فنی پشتیبانی می‌کند.

۱.۱ نام: راهکار کاربردی محافظت از باتری لیتیومی Slkor DW1.1A

1.2 کاربرد:

در مدارهای محافظت از شارژ و دشارژ باتری لیتیومی، باتری‌های تلفن یا سایر محافظ‌های باتری لیتیومی با دقت بالا استفاده می‌شود.

محافظت در برابر شارژ بیش از حد/بازیابی شارژ بیش از حد و محافظت در برابر دشارژ بیش از حد/بازیابی دشارژ بیش از حد؛ تشخیص محافظت در برابر جریان بیش از حد و تشخیص محافظت در برابر اتصال کوتاه بار

2.1 ویژگی های محصول

■ در شرایط عادی، ولتاژ پین VDD مربوط به DW01A بین آستانه محافظت در برابر شارژ بیش از حد (VOC) و آستانه محافظت در برابر تخلیه بیش از حد (VOD) است و ولتاژ پین تشخیص VM آن بین ولتاژ تشخیص شارژر (VCHG) و آستانه محافظت در برابر تخلیه بیش از حد جریان (VEDI) است. در این زمان، هر دو پین CO و DO مربوط به DW01A خروجی سطح بالا می‌دهند و به ترتیب کنترل شارژ خارجی N-MOSFET Q1 و کنترل تخلیه N-MOSFET Q2 را روشن می‌کنند. بنابراین، باتری می‌تواند توسط شارژر شارژ یا از طریق بار تخلیه شود.

■ DW01A با تشخیص ولتاژ در پایه VDD یا VM (نسبت به پایه VSS)، محافظت در برابر شارژ/دشارژ بیش از حد را انجام می‌دهد. هنگامی که شرایط محافظت در برابر شارژ/دشارژ برآورده شود، CO/DO از سطح بالا به سطح پایین تغییر می‌کند و باعث می‌شود Q1/Q2 از روشن به خاموش تبدیل شود و در نتیجه فرآیند شارژ/دشارژ متوقف شود.

■ DW01A برای هر حالت حفاظتی، شرایط بازیابی متناظری دارد. هنگامی که شرایط بازیابی برآورده شوند، CO/DO از سطح پایین به سطح بالا تغییر می‌کند و باعث می‌شود Q1/Q2 از خاموش به روشن تبدیل شود و در نتیجه وارد حالت عادی شود.

■ DW01A برای هر وضعیت حفاظت/بازیابی، زمان‌های تأخیر مشخصی را تعیین می‌کند. اقدامات حفاظت/بازیابی فقط در صورتی انجام می‌شوند که شرایط برای زمان مربوطه ادامه داشته باشند. اگر شرایط حفاظت/بازیابی قبل از گذشت زمان تأخیر مربوطه حذف شوند، وضعیت حفاظت/بازیابی وارد نمی‌شود.

۲.۲ آستانه محافظت در برابر شارژ بیش از حد: ۴.۳ ولت؛ آستانه بازیابی شارژ بیش از حد: ۴.۱ ولت؛ آستانه محافظت در برابر تخلیه بیش از حد: ۲.۵ ولت (توجه: در متن اصلی ۳.۱ ولت ذکر شده است، اما ۲.۵ ولت برای DW4.3A معمول است؛ ۳.۱ ولت ممکن است اشتباه تایپی یا نوع خاصی باشد. از مقدار رایج ۲.۵ ولت استفاده شده است، اما بر اساس مشخصات واقعی تأیید کنید.)

۳ محدوده دمای عملیاتی: -۴۰ درجه سانتیگراد تا ۸۵ درجه سانتیگراد

مدار کاربردی محافظ باتری لیتیومی Slkor DW01A در سیگارهای الکترونیکی

5. اصل کاربرد

اصل کاربرد: وقتی هوا از میکروفون (میکروفون) عبور می‌کند، میکروفون یک سیگنال آنالوگ تولید می‌کند. وقتی سیگنال آنالوگ میکروفون به سطح خاصی می‌رسد، یک وقفه ایجاد می‌کند و MCU را بیدار می‌کند. سپس MCU، MOSFET را برای گرم کردن سیم (هیتر) جهت آزاد کردن بخار/دود هدایت می‌کند و LED را روشن می‌کند. وقتی MCU تشخیص می‌دهد که سیگنال آنالوگ ضعیف شده یا از بین رفته است، هدایت MOSFET و MCU را متوقف می‌کند (وارد حالت کم‌مصرف می‌شود). MCU ولتاژ باتری را کنترل می‌کند. اگر از حداقل آستانه پایین‌تر بیاید، به حالت خواب می‌رود. اگر به حداقل آستانه برسد، LED را برای هشدار ولتاژ پایین چشمک می‌زند.

۵.۱ صفحه نمایش در نمودار بلوکی برای نمایش ولتاژ و وضعیت توان باتری استفاده می‌شود. MCU، به عنوان واحد کنترل اصلی، محافظت در برابر تخلیه بیش از حد و افت ولتاژ را برای باتری فراهم می‌کند و فرآیند شارژ را نظارت و نمایش می‌دهد. هنگامی که یک پورت USB وصل می‌شود، تصمیمی برای شارژ شدن باتری گرفته می‌شود.

۵.۲ ترمینال ورودی برق از یک کانکتور ۱۶ پین نوع C از Kinghelm برندی که به دلیل عملکرد عالی در برابر تداخل و محبوبیت بالای بازار شناخته شده است. Kinghelm بیش از ده سال است که در زمینه طراحی، تولید، فروش و خدمات فنی فرستنده و گیرنده‌های سیگنال بی‌سیم، کانکتورهای سیگنال الکترونیکی و محصولات سیستم اتصال متقابل فعالیت دارد. طیف محصولات آنها اکنون گسترش یافته و شامل کانکتورهای مختلف برد به سیم، سوکت‌های نصب شده روی برد، دوشاخه‌ها و سری‌های سوئیچ می‌شود.

۵.۳ شکل ۱، باتری لیتیومی Slkor SL5.3E را با محافظت اتصال معکوس داخلی نشان می‌دهد. اگر باتری لیتیومی به صورت معکوس به پین‌های خروجی Slkor SL1E متصل شود، SL4056E خاموش می‌شود و حالت خطا را نشان می‌دهد، بدون جریان شارژ و هر دو نشانگر LED خاموش می‌شوند. جریان شارژ توسط مقاومت R4056 تنظیم می‌شود (R4056 در فرمول به نظر اشتباه تایپی می‌آید، معمولاً مقاومت پین PROG جریان را تنظیم می‌کند) با استفاده از فرمول زیر: IBAT = 4V / R3 (برای فرمول صحیح به برگه اطلاعات مراجعه کنید، رایج‌ترین آن I_CHG = 1000V / R_PROG است). بر اساس ظرفیت واقعی سلول، جریان شارژ در اینجا با استفاده از یک مقاومت ۵ کیلو اهم روی ۱۰۰۰ میلی‌آمپر تنظیم می‌شود (توجه: ۵ کیلو اهم با فرمول رایج معمولاً ۲۰۰ میلی‌آمپر می‌دهد، برگه اطلاعات قطعه را بررسی کنید). *(نکته مترجم: فرمول و مقدار با عملکرد معمول SL3E متناقض به نظر می‌رسد. فرمول استاندارد اغلب I_CHG (mA) = 1000 / R_PROG (kΩ) است. 1000kΩ معمولاً 5 میلی‌آمپر جریان تولید می‌کند، نه 5 میلی‌آمپر. لطفاً فرمول و مقدار مقاومت صحیح را برای نوع خاص SL200E خود تأیید کنید.)*

۵.۴ شکل ۳ مدار حفاظت باتری لیتیومی Slkor DW5.4A را نشان می‌دهد. B+ به ترمینال مثبت باتری لیتیومی و ترمینال مثبت بار متصل می‌شود. این مدار در کنار ماسفت دوگانه Slkor SL3 برای محافظت در برابر اضافه جریان و اضافه ولتاژ کار می‌کند. مدار سری DW01A یک مدار حفاظت با دقت بالا برای باتری‌های لیتیومی قابل شارژ تک سلولی است که محافظت در برابر شارژ با ولتاژ بالا، محافظت در برابر تخلیه ولتاژ بالا، محافظت در برابر تخلیه جریان بالا و سایر ویژگی‌ها را با هم ادغام می‌کند.

۵.۵ شکل ۳ همچنین مدار تشخیص باتری و تنظیم‌کننده ولتاژ LDO را نشان می‌دهد. LDO مورد استفاده Slkor AMS5.5-3 است، یک سری تنظیم‌کننده ولتاژ با افت ولتاژ کم که قادر به ارائه جریان خروجی تا ۱ آمپر است. مدار خارجی ساده است و فقط به خازن‌های ۱۰ میکروفاراد در ورودی و خروجی نیاز دارد. بسته‌های مختلف Slkor AMS1117-3.3 شرایط کاربردی معمول را توصیه کرده‌اند. برای بسته SOT-1، برگه اطلاعات تا ۳۰۰ میلی‌آمپر را توصیه می‌کند. تشخیص باتری از ترانزیستور Slkor S10 استفاده می‌کند. این یک مدار تشخیص ولتاژ باتری کم‌مصرف است. هنگامی که MCU سطح بالایی را به ترمینال C1117 ارسال می‌کند، ترانزیستور روشن می‌شود و نمونه‌برداری بعدی ولتاژ باتری را از طریق ADC3.3 و ADC89 امکان‌پذیر می‌سازد. بیشتر اوقات، C300 پایین نگه داشته می‌شود و تقریباً هیچ توان باتری مصرف نمی‌کند، بنابراین میانگین مصرف برق به حداقل می‌رسد.

6. اطلاعات لیست مواد (BOM) برای مدار محافظ باتری لیتیومی Slkor DW01A در سیگارهای الکترونیکی به شرح زیر است:

اسلکور اطلاعات دقیق محصول و خدمات فنی پشتیبانی پیشرفته را برای مشتریان نهایی و توزیع‌کنندگان فراهم می‌کند تا استفاده از محصولات جدید برند «اسلکور» را تسهیل کند.