Microcircuiti per la protezione degli accumulatori al litio. Dati di riferimento

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / materiali di riferimento

 Commenti sull'articolo

Le moderne batterie al litio e batterie ricaricabili per l'alimentazione di telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici portatili hanno indicatori di peso e dimensioni elevati e un'elevata intensità energetica, ma allo stesso tempo sono molto sensibili ai disturbi nelle modalità di carica e scarica. Le conseguenze di tali violazioni, spesso non intenzionali, possono essere piuttosto gravi, da una significativa perdita di consumo energetico a un completo guasto della batteria. Il costo relativo delle batterie al litio e delle batterie è ancora elevato.

Ciò costringe a integrare nelle batterie un dispositivo elettronico piuttosto complesso, che monitora il corretto funzionamento della batteria e non le consente di andare oltre la modalità massima consentita. Di seguito vengono descritti i chip prodotti da ON Semiconductor, progettati per svolgere esattamente queste funzioni. Una delle serie NCP802 proteggerà una singola batteria al litio e l'MC33351A fornirà un funzionamento affidabile di una batteria di tre batterie di questo tipo. La familiarità con le loro caratteristiche aiuterà non solo a far funzionare correttamente le batterie, ma anche a ripristinare le prestazioni dopo un "guasto" imprevisto, spesso associato solo al funzionamento del sistema di protezione integrato.

Microcircuiti della serie NCP802

Sono prodotti in diverse modifiche del design: NCP802SN1T1 - in un pacchetto di plastica SOT-23-6 di piccole dimensioni (Fig. 1) e NCP802SAN1T1 e NCP802SAN5T1 - in un pacchetto di plastica SON-6 ancora più piccolo (Fig. 2).

(clicca per ingrandire)

Se l'indice G viene aggiunto alla designazione, il microcircuito è ecologico (non contiene piombo). Sulla custodia del microcircuito NCP802 viene applicata solo la marcatura condizionale: le lettere KN e il codice per la data di produzione. Il nome completo con tutti gli indici è indicato solo nella documentazione di accompagnamento. La piedinatura dei microcircuiti è presentata in Tabella. 1.

(clicca per ingrandire)

Uno schema tipico per il collegamento del dispositivo a una batteria agli ioni di litio protetta è mostrato in fig. 3.

Il circuito R2C1 è un filtro di potenza per il microcircuito DA1. La resistenza del resistore R2 non deve essere superiore a 1 kOhm, poiché la caduta di tensione ai suoi capi può aumentare in modo inaccettabile le soglie per il funzionamento dell'unità di protezione. I resistori R1 e R2 limitano la corrente attraverso il chip se la batteria G1 viene accidentalmente collegata a un caricabatterie che sviluppa troppa tensione o con polarità errata. Per non superare la dissipazione di potenza consentita per il microcircuito in queste situazioni, la resistenza totale di questi resistori deve essere di almeno 1 kOhm. Tuttavia, se la resistenza del resistore R1 è superiore a 30 kOhm, il microcircuito potrebbe non entrare in modalità di carica quando una batteria scaricata a un livello inferiore al livello consentito è collegata al caricabatterie.

I transistor ad effetto di campo VT1 e VT2 sono collegati in serie nel circuito di carica / scarica della batteria G1. In condizioni di lavoro, entrambi sono aperti e la resistenza totale dei loro canali funge da sensore della corrente che scorre in questo circuito. Se necessario, le soglie di protezione in corrente possono essere abbassate collegando in serie tra i terminali di drain dei transistor un ulteriore resistore non rappresentato nello schema.

Se il transistor VT1 è chiuso, non è possibile scaricare la batteria G1 su un carico esterno. Tuttavia, la corrente di carica può fluire liberamente attraverso il diodo di protezione integrato nel transistor, collegato nella direzione in avanti per questa corrente. Allo stesso modo, il transistor chiuso VT2 impedisce la carica, lasciando la batteria G1 possibile scaricarsi. Quando entrambi i transistor sono chiusi, la batteria è completamente scollegata dai circuiti esterni.

Protezione da sovraccarico

Se la tensione all'uscita Vcell del microcircuito aumenta, allora nel momento in cui viene superato un certo valore di soglia U1, invia un comando per chiudere il transistor VT2, impostando un basso livello di tensione all'uscita CO, pari alla tensione a l'uscita P-, attraverso la resistenza R1 collegata al source del transistor VT2.

L'IC tornerà ad essere alto al pin CO dopo che la tensione applicata al pin Vcell scende a un valore leggermente inferiore alla soglia. L'uscita dallo stato con un basso livello di tensione all'uscita CO avverrà anche dopo che il carico è stato collegato alla batteria, se la caduta di tensione sul diodo interno del transistor VT2 causata dalla sua corrente - è applicata al P- uscita - raggiunge il livello di soglia Uz (discusso di seguito) o lo supera .

Le condizioni per il passaggio del microcircuito allo stato di protezione o al ritorno allo stato originale devono essere mantenute a lungo prima che si verifichi questa transizione - è previsto un ritardo.

Protezione da scarica eccessiva

Quando la tensione al pin Vcell, diminuendo, supera la soglia impostata U2, apparirà un livello di bassa tensione al pin DO, che porterà alla chiusura del transistor VT1 e alla cessazione dell'ulteriore scarica della batteria G1. Rimane la possibilità di caricare. Dopo che la tensione sul pin Vcell ha superato la soglia U2, il pin DO tornerà alto.

Nello stato di inibizione della scarica della batteria, la corrente assorbita dal microcircuito diminuisce bruscamente, poiché la maggior parte dei suoi nodi interni entra in uno stato passivo. Un piccolo aumento di tensione sul pin P, causato dal collegamento della batteria al caricabatterie, attiva nuovamente il microcircuito

I diagrammi temporali della tensione ai vari pin del microcircuito e della corrente nel circuito della batteria G1 sono mostrati in fig. 4 e 5. Il primo illustra il funzionamento dell'unità di protezione della batteria dal sovraccarico e dal superamento della corrente di carica consentita, e il secondo dal sovraccarico e dal superamento della corrente di scarica consentita.

(clicca per ingrandire)

Protezione contro l'eccesso di corrente di scarica e il cortocircuito dei terminali della batteria

Questo nodo funziona quando entrambi i transistor sono aperti: VT1 e VT2. Non appena la caduta di tensione su di essi supera uno qualsiasi dei valori di soglia U3 o U5, il pin DO si abbasserà, chiudendo il transistor VT1. Il ritardo nella sua chiusura quando viene superata la corrente di scarica è di circa 12 ms e quando i terminali della batteria sono chiusi è di 0,4 ms. Questo è molto inferiore al ritardo di risposta del nodo di protezione da scarica eccessiva.

Di conseguenza, l'unità di protezione corrente funziona per prima, impedendo al microcircuito di passare a una modalità passiva, per uscire dalla quale è necessario collegare la batteria al caricabatterie. Per tornare allo stato originale dopo aver eliminato il cortocircuito o il sovraccarico di corrente di scarica, è sufficiente che la caduta di tensione attraverso il resistore Rs all'interno del microcircuito diventi inferiore alla soglia. Questo resistore è collegato tra i terminali Gnd (Comune) e P- quando il nodo di protezione della corrente è scattato e viene disconnesso da essi in tutti gli altri stati.

Protezione contro il superamento della corrente di carica consentita

Quando la corrente di carica è maggiore di quella consentita (ad esempio, la batteria è collegata a un caricabatterie "estraneo" o difettoso), la tensione negativa al pin P è inferiore alla soglia U4. Se questa situazione non è cambiata per un certo tempo, l'uscita CO sarà impostata su un livello basso, il che porterà alla chiusura del transistor ad effetto di campo VT2 e la carica si interromperà. Per tornare allo stato originale, è necessario scollegare la batteria dal caricabatterie e collegarla al carico per un po'.

Gestione del ritardo

Come notato sopra, per cambiare lo stato del microcircuito, devono essere in vigore determinate condizioni durante gli intervalli di tempo specificati dai nodi interni del microcircuito. Se necessario, il ritardo può essere disabilitato, dopodiché il microcircuito commuterà immediatamente dopo il verificarsi della condizione corrispondente (la durata del funzionamento dei nodi e il ritorno alla modalità operativa non è regolata). Per fare ciò è sufficiente collegare l'uscita DS all'uscita Vcell. Lo stato normale del pin DS non è connesso. Un resistore interno è fornito tra esso e il pin Gnd nel microcircuito.

Ricarica di una batteria molto scarica

Se la tensione tra i pin Vcell e Gnd del microcircuito è di almeno 1,5 V, il suo pin CO è alto, il transistor VT2 è aperto. Ciò consente di iniziare a caricare una batteria quasi completamente scarica.

Principali caratteristiche tecniche

• Tensione di alimentazione, V......1,5...4,5
• La tensione minima della batteria alla quale è possibile iniziare a caricare, V ...... 1,5
• La massima corrente consumata in modalità attiva, μA, con una tensione di alimentazione di 3,9 V e tensione zero sul pin P ...... 6
• valore tipico ...... 3
• La corrente più alta consumata in modalità passiva, μA, con una tensione di alimentazione di 2 V ...... 0,1
• Il valore più alto della tensione di basso livello all'uscita del controllo del transistor di carica CO, V, con una tensione di alimentazione di 4,5 V e un impulso di corrente di uscita di 50 μA ...... 0,5
• valore tipico ...... 0,4
• Il valore più piccolo della tensione di alto livello all'uscita del CO che controlla il transistor di carica, V, con una tensione di alimentazione di 3,9 V e un impulso di corrente di uscita di -50 μA ...... 3,4
• valore tipico ...... 3,7
• Il valore più alto della tensione di basso livello all'uscita DO del controllo del transistor di scarica, V, con una tensione di alimentazione di 2 V e un impulso di corrente di uscita di 50 μA ...... 0,5
• valore tipico ...... 0,2
• Il valore più piccolo della tensione di alto livello all'uscita DO del controllo del transistor di scarica, V, con una tensione di alimentazione di 3,9 V e un impulso di corrente di uscita di -50 μA......3,4
• valore tipico ...... 3,7

Gruppo di protezione da sovraccarico

• Tensione di risposta di soglia tra i morsetti Vcell e Gnd, V con una resistenza del resistore R2 (Fig. 3) di 330 Ohm e una temperatura ambiente compresa tra -5 ... +55 °С per NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 ..... 4,32 .. .4,38
• valore tipico ...... 4,35
• NCP802SAN5T1 . . .4,245...4,305
• valore tipico .....4,275
• Tensione di risposta di soglia U,, V, con una resistenza del resistore R2 330 Ohm e una temperatura ambiente di +25 °C per
• NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....4,325...4,375
• valore tipico ...... 4,35
• NCP802SAN5T1......4,25...4,3
• valore tipico .....4,275
• Ritardo di risposta t31, s, all'aumentare della tensione di alimentazione (sul pin Vcell) da 3,6 a 4,4 V, per NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 ...0,175...0,325
• valore tipico ...... 0,25
• NCP802SAN5T1......0,7...1,3
• valore tipico ...... 1
• Ritardo ritorno tB1 alla modalità operativa, ms, con una tensione di alimentazione di 4 V e un aumento della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente R1 da zero a 1 V......11...21
• valore tipico ...... 16
• Unità di protezione da sovraccarico
• Soglia di tensione di esercizio U2 (tra Vcella e pin Gnd), V, per
• NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....2,34...2,46
• valore tipico ...... 2,4
• NCP802SAN5T1 .....2,24...2,36
• valore tipico ...... 2,3
• Ritardo di intervento t32, ms, quando la tensione di alimentazione scende da 3,6 a 2,2 V......14...26
• valore tipico ...... 20
• Ritardo di ritorno tB2 alla modalità operativa, ms, con una tensione di alimentazione di 3 V e una diminuzione della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente da 3 V a zero ..... 0,7 ... 1,7
• valore tipico ...... 1,2
• Scarica unità di protezione da sovracorrente
• Tensione di soglia U3 sul sensore di corrente, V, per
• NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1 .....0,18...0,22
• valore tipico ...... 0,2
• NCP802SAN5T1 .....0,08...0,12
• valore tipico ...... 0,1
• Ritardo di risposta t33, ms, con una tensione di alimentazione di 3 V e un aumento della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente da zero a 1 V per NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......8...16
• valore tipico ...... 12
• NCP802SAN5T1......4..8
• valore tipico ...... 6
• Ritardo di ritorno tB3 alla modalità operativa, ms, con una tensione di alimentazione di 3 V e una diminuzione della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente da 3 V a zero ..... 0,7 ... 1,7
• valore tipico ...... 1,2
• Unità di protezione da sovracorrente di carica
• Tensione di soglia U4 sul sensore di corrente, V, con una diminuzione della caduta di tensione ai suoi capi ..... -0,13 ... -0,07
• valore tipico ...... -0,1
• Ritardo di risposta t34, ms, con una tensione di alimentazione di 3 V e una diminuzione della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente da zero a -1 V per NCP802SN1T1, NCP802SAN1T1......11...21
• valore tipico ...... 16
• NCP802SAN5T1......5... 11
• valore tipico ...... 8
• Ritardo di ritorno tB4 alla modalità operativa, ms, con una tensione di alimentazione di 3 V e un aumento della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente da -1 V a zero ...... 0,7 ... 1,7
• valore tipico ...... 1,2

Nodo di protezione contro il cortocircuito delle conclusioni esterne

• Tensione di soglia U5 sul sensore di corrente, V, con una tensione di alimentazione di 3 V. . .Upit - (1,4...1,8)
• valore tipico ..... Upit - 1,1
• Ritardo di risposta t35, ms, con una tensione di alimentazione di 3 V e un aumento della caduta di tensione attraverso il sensore di corrente da zero a 3 V. .0,25...0,6 valore tipico......0,4
• Resistenza tra i terminali P- e Gnd dopo l'intervento dell'unità di protezione della corrente, kOhm, con una tensione di alimentazione di 3,6 V e una caduta di tensione attraverso il sensore di corrente di 1 V ...... 15. ..45
• valore tipico ...... 30
• Nodo di controllo del ritardo
• Tensione all'ingresso DS, che interrompe i ritardi, V......Upp+(-0,5...+0,3)
• Tensione all'ingresso DS non collegato, V, con una tensione di alimentazione di 3,6 ... 4,4 V ...... 1,05 ... (Upi -1,1)
• Resistenza della resistenza interna tra i pin DS e Gnd, MΩ......0,5...2,5
• valore tipico ...... 1,3
• Valori limite
• Tensione, V, tra pin Vcell e Gnd (tensione di alimentazione), nonché tra pin DS e Gnd, DO e Gnd......-0,3...+12
• Tensione, V, tra i terminali P- e Gnd, nonché tra CO e P-......Upit+(-28...+0,3)
• Massima potenza dissipata, mW......150
• Campo di lavoro della temperatura del cristallo, °С......-40...+85
• Temperatura di stoccaggio, °С .. .-55...+125

Con pin DS non collegato, se non diversamente specificato.

Oltre a quanto sopra, la stessa azienda produce una serie di microcircuiti MC33349N, che differiscono dall'NCP802SN1T1 principalmente solo per i valori di tre parametri:

• Tensione di soglia di intervento U1, V (valore tipico) con resistenza R2 da 330 Ohm e temperatura ambiente +25 °С, per MC33349N-3R1, MC33349N-4R1......4,25
• MC33349N-7R1......4,35
• Soglia di tensione di esercizio U2, V (valore tipico) ..... 2,5
• Tensione di soglia U3 sul sensore di corrente, V (valore tipico), per
• MC33349N-3R1, MC33349N-7R1......0,2
• MC33349N-4R1......0,075

Nella marcatura sulla custodia di questi microcircuiti, invece di KN, viene applicata una designazione alfanumerica: A1 - per MC33349N-3R1, A2 - MC33349N-4R1 e AO - MC33349N-7R1.

Il produttore non indica la capacità del condensatore C2.

Vedi altri articoli sezione materiali di riferimento.

Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo.

<< Indietro

Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:

Pelle artificiale per l'emulazione del tocco 15.04.2024

In un mondo tecnologico moderno in cui la distanza sta diventando sempre più comune, mantenere la connessione e un senso di vicinanza è importante. I recenti sviluppi nella pelle artificiale da parte di scienziati tedeschi dell’Università del Saarland rappresentano una nuova era nelle interazioni virtuali. Ricercatori tedeschi dell'Università del Saarland hanno sviluppato pellicole ultrasottili in grado di trasmettere la sensazione del tatto a distanza. Questa tecnologia all’avanguardia offre nuove opportunità di comunicazione virtuale, soprattutto per coloro che si trovano lontani dai propri cari. Le pellicole ultrasottili sviluppate dai ricercatori, spesse appena 50 micrometri, possono essere integrate nei tessuti e indossate come una seconda pelle. Queste pellicole funzionano come sensori che riconoscono i segnali tattili di mamma o papà e come attuatori che trasmettono questi movimenti al bambino. Il tocco dei genitori sul tessuto attiva i sensori che reagiscono alla pressione e deformano la pellicola ultrasottile. Questo ... >>

Lettiera per gatti Petgugu Global 15.04.2024

Prendersi cura degli animali domestici può spesso essere una sfida, soprattutto quando si tratta di mantenere pulita la casa. È stata presentata una nuova interessante soluzione della startup Petgugu Global, che semplificherà la vita ai proprietari di gatti e li aiuterà a mantenere la loro casa perfettamente pulita e in ordine. La startup Petgugu Global ha presentato una toilette per gatti unica nel suo genere in grado di scaricare automaticamente le feci, mantenendo la casa pulita e fresca. Questo dispositivo innovativo è dotato di vari sensori intelligenti che monitorano l'attività della toilette del tuo animale domestico e si attivano per pulirlo automaticamente dopo l'uso. Il dispositivo si collega alla rete fognaria e garantisce un'efficiente rimozione dei rifiuti senza necessità di intervento da parte del proprietario. Inoltre, la toilette ha una grande capacità di stoccaggio degli scarichi, che la rende ideale per le famiglie con più gatti. La ciotola per lettiera per gatti Petgugu è progettata per l'uso con lettiere idrosolubili e offre una gamma di accessori aggiuntivi ... >>

L'attrattiva degli uomini premurosi 14.04.2024

Lo stereotipo secondo cui le donne preferiscono i "cattivi ragazzi" è diffuso da tempo. Tuttavia, una recente ricerca condotta da scienziati britannici della Monash University offre una nuova prospettiva su questo tema. Hanno esaminato il modo in cui le donne hanno risposto alla responsabilità emotiva degli uomini e alla volontà di aiutare gli altri. I risultati dello studio potrebbero cambiare la nostra comprensione di ciò che rende gli uomini attraenti per le donne. Uno studio condotto da scienziati della Monash University porta a nuove scoperte sull'attrattiva degli uomini nei confronti delle donne. Nell'esperimento, alle donne sono state mostrate fotografie di uomini con brevi storie sul loro comportamento in varie situazioni, inclusa la loro reazione all'incontro con un senzatetto. Alcuni uomini hanno ignorato il senzatetto, mentre altri lo hanno aiutato, ad esempio comprandogli del cibo. Uno studio ha scoperto che gli uomini che mostravano empatia e gentilezza erano più attraenti per le donne rispetto agli uomini che mostravano empatia e gentilezza. ... >>

Notizie casuali dall'Archivio Ionistore al grafene capiente e durevole 24.03.2013 I condensatori elettrochimici, chiamati anche supercondensatori o supercondensatori, combinano i vantaggi dei condensatori e delle batterie. Si differenziano dai condensatori convenzionali della stessa dimensione nella loro capacità di immagazzinare molta più energia e possono essere caricati e scaricati molto più velocemente delle batterie. Sfortunatamente, in termini di capacità, sono ancora notevolmente inferiori a quest'ultimo, quindi un aumento della densità di energia degli ionisti potrebbe essere un importante passo avanti nella tecnologia di accumulo di energia. Un approccio a questa svolta è stato trovato da specialisti dell'Università della California a Los Angeles (UCLA). Per aumentare la densità di energia, è necessario migliorare gli elettrodi combinando un'ampia superficie con una buona conduttività. Il grafene è molto adatto per il ruolo del materiale di un tale elettrodo. È interessante notare che per formare l'elettrodo di grafene, gli scienziati hanno avuto l'idea di utilizzare una normale unità DVD con supporto LightScribe. Per fare ciò, hanno rivestito il disco con una pellicola di ossido di grafite e lo hanno elaborato con un laser in un'unità ottica. A seguito dell'irraggiamento si è formato un film di grafene con le proprietà di una "struttura a rete aperta", caratterizzato dalla presenza di brevi percorsi di diffusione ionica, che consente di ridurre il tempo di carica. Un elettrodo realizzato con un materiale chiamato Laser Scribed Graphene (LSG) fornisce un miglioramento significativo della densità di energia e di potenza (caratterizzando quanta carica può essere immagazzinata nel supercondensatore e quanto velocemente). Secondo i ricercatori, l'elettrodo mantiene le sue qualità in diversi elettroliti e resiste a un gran numero di cicli di carica-scarica. Inoltre, le proprietà del film di grafene consentono di realizzare alimentatori flessibili per elettronica indossabile, superando i limiti insiti negli ionisti tradizionali. È importante che il nuovo ionistore si sia rivelato praticamente immune alle influenze meccaniche. I risultati del test hanno consentito agli scienziati di dichiarare che gli ionisti di grafene possono essere paragonabili in termini di capacità alle batterie moderne. Allo stesso tempo, possono essere caricati 100-1000 volte più velocemente.

Altre notizie interessanti:

▪ Fattori di infelicità umana

▪ Stampa 3D di successo nello spazio

▪ Sensori di temperatura di precisione TE Connectivity G-NIMO-00x

▪ Elettricità da uno scarafaggio

▪ Nuovo tipo di magneti permanenti ad alte prestazioni

News feed di scienza e tecnologia, nuova elettronica

Materiali interessanti della Biblioteca Tecnica Libera:

▪ sezione del sito dedicata ai radioamatori. Selezione di articoli

▪ articolo La scelta del calibro giusto. L'arte dell'audio

▪ articolo Una dieta ipocalorica fa bene? Risposta dettagliata

▪ operatore di articoli. Descrizione del lavoro

▪ articolo Un adattatore per un multimetro per misurare il coefficiente di trasferimento di corrente della base dei transistor. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

▪ articolo Turbina per cogenerazione domestica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Lascia il tuo commento su questo articolo:

Tutte le lingue di questa pagina

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito

www.diagram.com.ua
2000-2024