מיקרו-מעגלים להגנה על מצברי ליתיום. נתוני התייחסות

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מיקרו-מעגלים להגנה על מצברי ליתיום. נתוני התייחסות

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חומרי עזר

סוללות ליתיום מודרניות וסוללות נטענות להפעלת טלפונים סלולריים ומכשירים אלקטרוניים ניידים אחרים בעלות מחווני משקל וגודל גבוהים ועוצמת אנרגיה גבוהה, אך יחד עם זאת הן רגישות מאוד להפרות של תנאי טעינה ופריקה. ההשלכות של הפרות כאלה, לעתים קרובות לא מכוונות, יכולות להיות חמורות למדי - מאובדן משמעותי של קיבולת אנרגיה ועד כישלון מוחלט של הסוללה. העלות ההשוואתית של סוללות ליתיום וסוללות עדיין נותרה גבוהה.

זה מאלץ מכשיר אלקטרוני מורכב למדי להיבנות בתוך הסוללות, המנטר את פעולתה הנכונה של הסוללה ומונע ממנה לחרוג מהמצב המרבי המותר. להלן מתוארים מיקרו-מעגלים המיוצרים על ידי ON Semiconductor, אשר נועדו לבצע בדיוק את הפונקציות הללו. אחת מסדרות ה-NCP802 תגן על סוללת ליתיום בודדת, וה-MC33351A יבטיח פעולה אמינה של סוללה של שלוש סוללות כאלה. היכרות עם התכונות שלהם תעזור לא רק להשתמש בסוללות בצורה נכונה, אלא גם לשחזר את הפונקציונליות לאחר "כשל" בלתי צפוי, הקשור לעתים קרובות רק לפעולת מערכת ההגנה המובנית.

מיקרו-מעגלים מסדרת NCP802

הם מיוצרים במספר שינויי עיצוב: NCP802SN1T1 - במארז פלסטיק בגודל קטן SOT-23-6 (איור 1), ו-NCP802SAN1T1 ו-NCP802SAN5T1 - במארז פלסטיק SON-6 (איור 2) בגדלים קטנים עוד יותר.

(לחץ להגדלה)

אם המדד G מתווסף לייעוד, המיקרו-מעגל ידידותי לסביבה (אינו מכיל עופרת). המארז של המיקרו-מעגלים NCP802 נושא רק סימנים קונבנציונליים - האותיות KN וקוד תאריך הייצור. השם המלא עם כל האינדקסים מצוין בתיעוד הנלווה בלבד. ה-pinout של המיקרו-מעגלים מוצג בטבלה. 1.

(לחץ להגדלה)

תרשים טיפוסי של חיבור המכשיר לסוללת ליתיום-יון מוגנת מוצג באיור. 3.

ICs להגנה על סוללות ליתיום

Circuit R2C1 הוא מסנן הכוח עבור שבב DA1. ההתנגדות של הנגד R2 לא צריכה להיות יותר מ-1 kOhm, שכן ירידת המתח על פניו עלולה להגדיל באופן בלתי מקובל את ספי התגובה של יחידת ההגנה. נגדים R1 ו-R2 מגבילים את הזרם דרך השבב אם הסוללה G1 מחוברת בטעות למטען שמפתח מתח רב מדי, או בקוטביות שגויה. כדי לא לחרוג מפיזור ההספק המותר עבור המיקרו-מעגל במצבים אלה, ההתנגדות הכוללת של נגדים אלה חייבת להיות לפחות 1 kOhm. עם זאת, אם ההתנגדות של הנגד R1 היא יותר מ-30 קילו אוהם, ייתכן שהמיקרו-מעגל לא יכנס למצב טעינה בעת חיבור סוללה ריקה לרמה מתחת למטען המותר למטען.

טרנזיסטורי אפקט שדה VT1 ו-VT2 מחוברים בסדרה למעגל הטעינה/פריקה של הסוללה G1. במצב הפעלה, שניהם פתוחים, וההתנגדות הכוללת של הערוצים שלהם משמשת כחיישן של הזרם הזורם במעגל זה. במידת הצורך, ניתן להוריד את ספי ההגנה הנוכחיים על ידי חיבור נגד נוסף, שאינו מוצג בתרשים, בסדרה בין מסופי הניקוז של הטרנזיסטורים.

אם טרנזיסטור VT1 סגור, פריקת סוללה G1 לעומס חיצוני בלתי אפשרי. עם זאת, זרם הטעינה יכול לזרום בחופשיות דרך דיודת המגן המובנית בטרנזיסטור, המחוברת בכיוון הישיר לזרם זה. באופן דומה, הטרנזיסטור הסגור VT2 אוסר על טעינה, ומשאיר את הסוללה G1 אפשרית לפרוק. כאשר שני הטרנזיסטורים סגורים, הסוללה מנותקת לחלוטין ממעגלים חיצוניים.

הגנה מפני טעינת יתר

אם המתח בפין Vcell של המיקרו-מעגל עולה, אז כאשר ערך סף מסוים U1 נחרג, הוא שולח פקודה לסגור את הטרנזיסטור VT2, ומגדיר דרך הנגד R1 המחובר למקור הטרנזיסטור VT2 בפין CO רמת מתח נמוכה שווה למתח בפין P.

השבב יחזור למצב גבוה בפין CO לאחר שהמתח המופעל על פין Vcell יורד לערך מעט פחות מהסף. יציאה מהמצב עם רמת מתח נמוכה בפין CO תתרחש גם לאחר חיבור עומס לסוללה, אם נפילת המתח הנגרמת מהזרם שלה על הדיודה הפנימית של הטרנזיסטור VT2 - היא מוחלת על פין P - מגיע לרמת הסף Uz (נדון להלן) או חורג ממנה .

התנאים לכניסה של השבב למצב הגנה או לחזור למצבו המקורי חייבים להישמר לאורך זמן לפני שהמעבר הזה יתרחש - ניתן עיכוב זמן.

הגנה מפני פריקת יתר

כאשר המתח בפין Vcell, יורד, חוצה את הסף שנקבע U2, תופיע רמת מתח נמוכה בפין DO, אשר יסגור את הטרנזיסטור VT1 ותעצור פריקה נוספת של הסוללה G1. נשמרת יכולת הטעינה. ברגע שהמתח בפין Vcell חורג מסף U2, פין ה-DO שוב יעלה גבוה.

במצב של איסור פריקת סוללה, הזרם הנצרך על ידי המיקרו-מעגל יורד בחדות, מכיוון שרוב הרכיבים הפנימיים שלו עוברים למצב פסיבי. עליית מתח קטנה בפין P, הנגרמת מחיבור הסוללה למטען, מפעילה שוב את המיקרו-מעגל

דיאגרמות תזמון של מתח במסופים שונים של המיקרו-מעגל והזרם במעגל הסוללה G1 מוצגים באיור. 4 ו-5. הראשון שבהם ממחיש את פעולת יחידת ההגנה על הסוללה מפני טעינת יתר וחריגה מזרם הטעינה המותר, והשני - מפריקה מוגזמת וחריגה מזרם הפריקה המותר.

(לחץ להגדלה)

הגנה מפני זרם פריקה עודף וקצר של מסופי הסוללה

צומת זה פועל כאשר שני הטרנזיסטורים - VT1 ו-VT2 - פתוחים. ברגע שנפילת המתח על פניהם חורגת מכל אחד מערכי הסף U3 או U5, פין ה-DO יירד ויכבה את הטרנזיסטור VT1. העיכוב בסגירתו בעת חריגה מזרם הפריקה הוא כ-12 אלפיות השנייה, ובסגירת מסופי הסוללה - 0,4 שניות. זה הרבה פחות מעיכוב התגובה של יחידת ההגנה מפני פריקת יתר.

כתוצאה מכך, יחידת ההגנה הנוכחית מופעלת תחילה, ומונעת מהמיקרו-מעגל לעבור למצב פסיבי, כדי לצאת ממנו יש צורך לחבר את הסוללה למטען. כדי לחזור למצב המקורי לאחר ביטול קצר חשמלי או זרם יתר, הפריקה מספיקה כך שמפל המתח על פני הנגד Rs בתוך המיקרו-מעגל תהיה פחות מהסף. נגד זה מחובר בין מסופי Gnd (Common) ו- P- כאשר יחידת ההגנה הנוכחית מופעלת ומתנתקת מהם בכל שאר המצבים.

הגנה מפני חריגה מזרם הטעינה המותר

כאשר זרם הטעינה גדול מהמותר (לדוגמה, הסוללה מחוברת למטען "זר" או פגום), המתח השלילי בפין P- מתחת לסף U4. אם מצב זה לא השתנה תוך זמן מסוים, פין CO יוגדר לרמה נמוכה, אשר יסגור את טרנזיסטור אפקט השדה VT2 ויפסיק את הטעינה. כדי לחזור למצבה המקורי, עליך לנתק את הסוללה מהמטען ולחבר אותה לעומס לזמן מה.

ניהול עיכוב זמן

כפי שצוין לעיל, על מנת לשנות את מצב המיקרו-מעגל, תנאים מסוימים חייבים להיות בתוקף במרווחי זמן המוגדרים על ידי הרכיבים הפנימיים של המיקרו-מעגל. במידת הצורך, ניתן לבטל את ההשהיה, ולאחר מכן המיקרו-מעגל יעבור מיד לאחר התרחשות המצב המתאים (משך הפעולה של הצמתים והחזרה למצב פעולה אינו מוסדר). כדי לעשות זאת, פשוט חבר את פין DS לפין Vcell. המצב הרגיל של פין DS אינו מחובר. יש נגד פנימי בינו לבין פין Gnd במיקרו-מעגל.

טעינת סוללה ריקה מאוד

אם המתח בין פיני Vcell ו-Gnd של המיקרו-מעגל הוא לפחות 1,5 V, פין ה-CO שלו ברמה גבוהה, הטרנזיסטור VT2 פתוח. זה מאפשר לך להתחיל לטעון סוללה ריקה כמעט לחלוטין.

מאפיינים טכניים עיקריים

מתח אספקה, V ...... 1,5 ... 4,5
מתח הסוללה המינימלי שבו אתה יכול להתחיל בטעינה, V ...... 1,5
זרם מרבי הנצרך במצב פעיל, µA, עם מתח אספקה של 3,9 וולט ומתח אפס בפין P-......6
ערך טיפוסי ...... 3
הזרם הגבוה ביותר הנצרך במצב פסיבי, μA, במתח אספקה של 2 V ...... 0,1
ערך המתח ברמה הנמוכה הגבוהה ביותר ביציאת CO של בקרת טרנזיסטור הטעינה, V, במתח אספקה של 4,5 וולט ופולס זרם מוצא של 50 μA......0,5
ערך טיפוסי ...... 0,4
ערך המתח ברמה הגבוהה הנמוך ביותר ביציאת CO של בקרת טרנזיסטור הטעינה, V, במתח אספקה של 3,9 וולט ובפולס זרם מוצא של -50 μA...... 3,4
ערך טיפוסי ...... 3,7
ערך המתח ברמה הנמוכה הגבוהה ביותר ביציאת DO של בקרת טרנזיסטור הפריקה, V, במתח אספקה של 2 וולט ובפולס זרם מוצא של 50 μA......0,5
ערך טיפוסי ...... 0,2
ערך המתח ברמה הגבוהה הנמוך ביותר ביציאת DO של בקרת טרנזיסטור הפריקה, V, במתח אספקה של 3,9 וולט ובפולס זרם מוצא של -50 μA......3,4
ערך טיפוסי ...... 3,7

מכלול הגנה מפני טעינת יתר

מתח תפעול סף בין מסופי Vcell ו-Gnd, V עם התנגדות של הנגד R2 (איור 3) של 330 אוהם וטמפרטורת סביבה בטווח של -5...+55 מעלות צלזיוס עבור NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,32. .4,38
ערך טיפוסי ...... 4,35
NCP802SAN5T1 . . .4,245...4,305
ערך טיפוסי .....4,275
מתח תגובה סף U, V, עם התנגדות של נגד R2 של 330 אוהם וטמפרטורת סביבה של +25 מעלות צלזיוס עבור
NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,325...4,375
ערך טיפוסי ...... 4,35
NCP802SAN5T1......4,25...4,3
ערך טיפוסי .....4,275
עיכוב תגובה t31, s, עם הגדלת מתח האספקה (בפין Vcell) מ-3,6 ל-4,4 V, עבור NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 ...0,175...0,325
ערך טיפוסי ...... 0,25
NCP802SAN5T1......0,7...1,3
ערך טיפוסי ...... 1
עיכוב tB1 חזרה למצב פעולה, ms, עם מתח אספקה של 4 V ועלייה במפל המתח על חיישן הזרם R1 מאפס ל-1 V......11...21
ערך טיפוסי ...... 16
יחידת הגנה מפני טעינת יתר
מתח תפעול סף U2 (בין פינים Vcell ו-Gnd), V, עבור
NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....2,34...2,46
ערך טיפוסי ...... 2,4
NCP802SAN5T1 .....2,24...2,36
ערך טיפוסי ...... 2,3
עיכוב תגובה t32, ms, כאשר מתח האספקה יורד מ-3,6 ל-2,2 V......14...26
ערך טיפוסי ...... 20
עיכוב tB2 חזרה למצב פעולה, ms, עם מתח אספקה של 3 וולט וירידה במפלת המתח על חיישן הזרם מ-3 וולט לאפס .....0,7... 1,7
ערך טיפוסי ...... 1,2
פריקה יחידת הגנה מפני זרם יתר
מתח סף U3 על חיישן הזרם, V, עבור
NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....0,18...0,22
ערך טיפוסי ...... 0,2
NCP802SAN5T1 .....0,08...0,12
ערך טיפוסי ...... 0,1
עיכוב תגובה t33, ms, עם מתח אספקה של 3 V ועלייה במפל המתח על חיישן הזרם מאפס ל-1 V עבור NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......8...16
ערך טיפוסי ...... 12
NCP802SAN5T1......4..8
ערך טיפוסי ...... 6
עיכוב tB3 חזרה למצב פעולה, ms, עם מתח אספקה של 3 וולט וירידה במפלת המתח על חיישן הזרם מ-3 וולט לאפס .....0,7... 1,7
ערך טיפוסי ...... 1,2
יחידת הגנה על טעינה מעל זרם
מתח סף U4 בחיישן הזרם, V, כאשר ירידת המתח על פניו יורדת .....-0,13...-0,07
ערך טיפוסי ...... -0,1
עיכוב תגובה t34, ms, עם מתח אספקה של 3 V והפחתת ירידת המתח על חיישן הזרם מאפס ל-1 V עבור NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......11...21
ערך טיפוסי ...... 16
NCP802SAN5T1......5... 11
ערך טיפוסי ...... 8
עיכוב בהחזרת tB4 למצב הפעלה, ms, עם מתח אספקה של 3V ועלייה במפל המתח על חיישן הזרם מ-1V לאפס......0,7...1,7
ערך טיפוסי ...... 1,2

צומת הגנה מפני קצר חשמלי של מסקנות חיצוניות

מתח סף U5 בחיישן הזרם, V, עם מתח אספקה של 3V. . .Upit - (1,4...1,8)
ערך טיפוסי ..... Upit - 1,1
עיכוב תגובה t35, ms, עם מתח אספקה של 3 וולט ועלייה במפלת המתח על חיישן הזרם מאפס ל-3 וולט. .0,25...0,6 ערך טיפוסי......0,4
התנגדות בין מסופי P- ו-Gnd לאחר הפעלת יחידת הגנת הזרם, kOhm, עם מתח אספקה של 3,6 V ומפלת מתח על חיישן הזרם של 1 V......15. ..45
ערך טיפוסי ...... 30
צומת בקרה עיכוב
מתח בכניסת DS, שמנתק עיכובים, V......Up+(-0,5...+0,3)
מתח בכניסת DS הלא מחוברת, V, במתח אספקה של 3,6 ... 4,4 V ...... 1,05 ... (Upi -1,1)
התנגדות הנגד הפנימי בין פיני DS ו-Gnd, MΩ......0,5...2,5
ערך טיפוסי ...... 1,3
ערכים מוגבלים
מתח, V, בין פינים Vcell ו-Gnd (מתח אספקה), וכן בין פינים DS ו-Gnd, DO ו-Gnd......-0,3...+12
מתח, V, בין המסופים P- ו-Gnd, וכן בין CO ל-P-......Upit+(-28...+0,3)
פיזור הספק מקסימלי, mW......150
טווח עבודה של טמפרטורת גביש, °С......-40...+85
טמפרטורת אחסון, °С .. .-55...+125

עם פין DS לא מחובר, אלא אם צוין אחרת.

בנוסף לאלו שהוזכרו לעיל, אותה חברה מייצרת סדרה של מיקרו-מעגלים MC33349N, הנבדלים מ-NCP802SN1T1 בעיקר רק בערכים של שלושה פרמטרים:

מתח תגובה סף U1, V (ערך טיפוסי) עם התנגדות נגד R2 של 330 אוהם וטמפרטורת סביבה של +25 מעלות צלזיוס, עבור MC33349N-3R1, MC33349N-4R1......4,25
MC33349N-7R1......4,35
מתח תפעול סף U2, V (ערך אופייני) ...... 2,5
מתח סף U3 על חיישן הזרם, V (ערך טיפוסי), עבור
MC33349N-3R1, MC33349N-7R1......0,2
MC33349N-4R1......0,075

בסימונים על הגוף של מעגלים אלה, במקום KN, יש ייעוד אלפאנומרי: A1 - עבור MC33349N-3R1, A2 - MC33349N-4R1 ו-AO - MC33349N-7R1.

היצרן אינו מציין את הקיבולת של הקבל C2.

ראה מאמרים אחרים סעיף חומרי עזר.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

צמיחת שוק הצעצועים החכמים 10.11.2020

ResearchAndMarkets.com הכינה דוח הקשור לשוק הצעצועים החכמים. לפי אנליסטים, שוק זה צפוי לצמוח בהתמדה בשנים הקרובות.

למרות שהמגיפה השפיעה על הייצור ועל מרכיב הצרכנים, השוק מתאושש בהדרגה.

השנה נאמד היקף השוק הזה במונחים כספיים ב-4,1 מיליארד דולר, ועד 2027 הוא יגיע ל-5,6 מיליארד דולר. ערכים אלו תואמים לקצב צמיחה שנתי ממוצע של 4,5% במהלך התקופה שבין 2020 ל-2027 המכוסה בתחזית.

עם זאת, צעצועים מכניים התומכים באפליקציה צפויים לצמוח מעל הממוצע בתעשייה. זה יהיה בממוצע 5,5% בשנה. לשם השוואה: פלח הצעצועים ללא מסכים יציג קצב צמיחה שנתי ממוצע של 4,1%, ופלח הצעצועים עם פונקציות זיהוי קול או תמונה - 5,1%.

מבחינה גיאוגרפית, השוק האמריקאי הוא הגדול ביותר. השנה היקפו מוערך ב-1,2 מיליארד דולר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ קשר הידוק עצמי

▪ זיהוי גלי רדיו חלשים במיוחד באמצעות לייזר

▪ Infineon TLT807 - ווסת ליניארי לאוטובוס רכב 24V

▪ סופות שמש יהפכו הרסניות יותר

▪ לוח פיתוח ESP32-DevKitC-V

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר ואז הופיע ממציא (TRIZ). בחירת מאמרים

▪ כתבה נפלתם קורבן במאבק הקטלני. ביטוי עממי

▪ מאמר היכן ומתי פעל כור גרעיני טבעי ספונטני? תשובה מפורטת

▪ נהג להרים תורן מאמר. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר חידוד של המערכת האקוסטית AC-35 (S-90). אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר שחזור מעגלים מגנטיים של סרט מסדרות PL ו- ShL. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר