פתרון יישום להגנה על סוללות ליתיום Slkor DW03

הצוות הטכני של Slkor מגיע מאוניברסיטת צינגהואה. החברה היא מפעל היי-טק לאומי שפיתח התקני כוח מסיליקון קרביד בשלב מוקדם וצמחה לחברה המשלבת מחקר ופיתוח, תכנון, מכירות ושירותים טכניים של יישומים, עם תרבות תאגידית מכילה, פתוחה וחדשנית. ה"SLKORהמותג "צבר הכרה ומוניטין בינלאומיים, עם נתח שוק הולך וגדל, וקיבל הסמכות ISO9001, RoHS, REACH, California 65 ואחרות.

ל-Slkor מוסדות מחקר ופיתוח בבייג'ינג ובסוז'ואו, והמטה שלה בשנג'ן כולל מעבדה ומחסן מרכזי. המוצרים העיקריים כוללים שלוש סדרות עיקריות: דיודות וטרנזיסטורים, התקני חשמל ושבבי ניהול חשמל. מוצרים חדשים כגון חיישני הול, ADCs, BMS, מצמדים אופטיים במהירות גבוהה ומתנדי קריסטל מוצגים בהדרגה. מוצרים אלה משמשים בסמארטפונים, מחשבים ניידים, רובוטים, כלי עבודה חשמליים, טלמטיקה, מוצרים דיגיטליים 3C, AIoT ותעשיות אחרות, ומשתפים פעולה עם יותר מ-10,000 שותפים גלובליים!

"עתיד מונע על ידי שבבי מיקרו של Slkor". אתר האינטרנט הרשמי של Slkor נבנה כפלטפורמה עבור עמיתים בתחום המוליכים למחצה ללמוד ולהחליף רעיונות, ויוצר מערכת אקולוגית תעשייתית במרחב הקיברנטי שתשרת את פעילותה ופיתוחה של החברה. חזון החברה הוא שלאחר 30 שנות מאמצים בלתי פוסקים, עמיתים יהפכו את Slkor ל"מפעל מוביל בתעשיית המוליכים למחצה"!

1.1 שם: פתרון יישום להגנה על סוללות ליתיום Slkor DW03

1.2 יישום: חבילת סוללות ליתיום-יון חד-תאיות; חבילת סוללות ליתיום-פולימר

2.1 תכונות המוצר

מוצר ה-DW03 הוא פתרון משולב ביותר להגנה על מארזי סוללות נטענות ליתיום-יון/ליתיום-פולימר בעלי תא בודד. ה-DW03 כולל MOSFET מתקדם, מעגלי גילוי מתח מדויקים ומעגלי השהייה.

ה-DW03 מספק את כל פונקציות ההגנה הדרושות לסוללה כגון טעינת יתר, פריקת יתר, זרם יתר וקצר חשמלי, עם צריכת חשמל נמוכה מאוד במהלך הפעולה. שבב זה לא מיועד רק לטלפונים ניידים אלא מתאים גם לכל סוגי מוצרי המידע הדורשים סוללות נטענות ליתיום-יון או ליתיום-פולימר לאספקת חשמל לטווח ארוך.

2.2

ה-DW03 מנטר את מתח וזרם הסוללה, ומגן על סוללת ליתיום נטענת בת תא בודד מפני נזק עקב מתח טעינת יתר, מתח פריקת יתר, זרם טעינת יתר, זרם פריקת יתר וקצר חשמלי על ידי ניתוק המטען או העומס. למערכת מעגל חיצוני פשוט. ה-MOSFET מובנה, עם התנגדות אקוויוולנטית אופיינית של 65mΩ.

3.1 זיהוי מטען; פונקציית טעינת סוללה 0V; זמן השהייה מוגדר פנימית; זיהוי מתח מדויק.

3.2 זרם רגיעה נמוך: זרם פעולה רגיל: 2.8uA; זרם המתנה: 1.5uA; תאימות ל-RoHS וללא עופרת.

איור 1

איור 2

איור 3

5. עקרון היישום

סוללת ליתיום חד-תאית Slkor DW03 להגנה. ה-DW03 כולל MOSFET מתקדם, מעגלי גילוי מתח מדויקים ומעגלי השהיה, והוא נמצא בשימוש נרחב במכשירי חשמל ביתיים קטנים. במעגל יישום מכונת הגילוח המוצג באיור, USB Type-C מספק חשמל לטעינת סוללת הליתיום חד-תאית. במהלך הטעינה, יציאת ה-ADC I/O של המיקרו-בקר אוספת את מתח הטעינה ומציגה את רמת הסוללה על גבי שפופרת דיגיטלית. מעגל הטעינה בנוי עם ניהול טעינה Slkor SL4056 ומעגלים היקפיים פשוטים. בחלק הנעת המנוע, נעשה שימוש ב-MOSFET Slkor 3400, ויציאת ה-I/O של המיקרו-בקר אוספת אותות מפתח כדי לשלוט בהפעלה/כיבוי של המנוע. DRV הוא אות הנעת השער. כאשר המיקרו-בקר מזהה לחיצה על המקש, DRV מוציא רמת חשמל גבוהה והמכונת גילוח מתחילה להסתובב.

5.1 איור 1 הוא רק מעגל ייחוס עבור המיקרו-בקר לאיסוף טעינת סוללת ליתיום. שימו לב ש-DW03 מתחבר להדק החיובי של סוללת הליתיום דרך נגד 100R, פין 2 של השבב מתחבר להדק השלילי של סוללת הליתיום, ופינים 4 ו-5 מתחברים ל-GND. משתמשים יכולים לעקוב אחר המפרטים כדי לתכנן ולבנות בקלות מעגל הגנה מתאים לסוללת ליתיום-יון חד-תאית.

ה-DW03 מגן על סוללת ליתיום נטענת בת תא בודד מפני נזק הנגרם ממתח טעינת יתר, מתח פריקת יתר, זרם טעינת יתר, זרם פריקת יתר וקצר חשמלי. אם לא מזוהים תנאים חריגים, טרנזיסטור המוצא נשאר דלוק, והטעינה והפריקה יכולות לעבור בחופשיות. מצב זה נקרא מצב פעולה רגיל. במהלך פריקה רגילה, כאשר מתח הסוללה יורד מתחת למתח גילוי פריקת היתר (VDL) ומשך הזמן מגיע או עולה על זמן השהיית גילוי מתח פריקת היתר (TDL), ה-DW03 מנתק את הסוללה מהעומס ומפסיק את הפריקה.

מצב זה נקרא מצב מתח פריקת יתר. במצב פעולה רגיל, כאשר זרם הפריקה שווה או גבוה מהערך שנקבע (מתח VM שווה או גבוה ממתח גילוי זרם היתר) ומשך הזמן מגיע לזמן השהיית גילוי זרם פריקת היתר, ה-DW03 מכבה את מתח ה-FET של הפריקה ומפסיק את הפריקה. מצב זה נקרא מצב זרם פריקת יתר. במהלך טעינה רגילה, אם מתח VM יורד מתחת למתח גילוי הטעינה (VCHA) ומשך הזמן עולה על זמן השהיית גילוי זרם טעינת היתר (TCU), ה-DW03 מכבה את מתח ה-FET של הטעינה ומפסיק את הטעינה. מצב זה נקרא גילוי זרם טעינה חריג, וכו'.

5.2 באיור 2, ה-TVS הדו-כיווני להגנה מפני נחשולי מתח הוא Slkor SMF5.0CA, עם מתח VRWM של 5.0V ויכולת הידוק מצוינת, עם יכולת הספק פולס שיא של 200W תחת צורת גל של 10/1000 מיקרו-שנייה. Q2 ו-Q4 שניהם טרנזיסטורי MOSFET של Slkor. אות ההפעלה של המיקרו-בקר שולט ב-Q2 להפעיל את Q4, ולאחר ש-Q4 מוליך, Type-C מוציא מתח VCC כדי להפעיל את העומס.

5.3 באיור 3, D4 ו-D5 משמשים בעיקר כמעגל מיתוג חשמל מסוג C לסוללה. כאשר המטען מנותק מהחשמל, סוללת הליתיום מספקת חשמל. D4 ו-D5 הן דיודות Schottky מדגם Slkor 1N5819WT, עם זרם דליפה הפוך של 1uA, דירוג מתח של 40V, זרם קדמי מרבי של 1A וירידת מתח קדמית נמוכה, מה שהופך אותן למתאים מאוד ליישומים בעלי זרם נמוך כמו מיקרו-בקרים.

חברת Slkor Semiconductor מספקת ללקוחות קצה ולמפיצים גישה נוחה למוצרים חדשים תחת המותג "Slkor", מחזקת את שירותי התמיכה הטכנית ללקוחות ומציעה מידע מפורט על המוצר. אנא פנו לצוות שלנו לקבלת פרטים נוספים.