Descripción de la protección de la batería IC

Estoy tratando de entender un IC para protección de batería, código HY2111 ( hoja de datos )

Los internos son:

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Y el ejemplo de uso es:

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Mi duda es la parte de la protección contra sobrecorriente. ¿Cómo este circuito puede controlar la carga/descarga de sobrecorriente de la batería?

Por ejemplo, el circuito en etapa de descarga, cuando la batería se utiliza para alimentar alguna carga "Z", es:

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La hoja de datos HY2111 dice:

Si el voltaje del pin CS excede el voltaje de detección de sobrecorriente (Vdip) y la condición dura más allá del tiempo de retardo de sobrecorriente (Tdip), la descarga se suspenderá apagando el MOSFET de control de descarga (pin OD). Esta condición se denomina estado de sobrecorriente de descarga.

donde Vdip es 0,2 V y Tdip es 10 ms.

¿Cuál es la relación entre Vcs e I que permite usar Vcs para controlar un I máximo?

Del circuito, Vcs = Vbat - I*Z - I'*R2 = Vmosfet1+Vmosfet2-I'*R2

I' (corriente a través de R2) es desconocido. El diagrama interno de YH2111 lo conecta a las entradas de dos amplificadores operacionales en configuración de comparador (que debe tener una corriente de entrada cercana a cero) y a otro circuito. Podría ser correcto suponer que es pequeño y que puede ignorarse.

Sin embargo, estas ecuaciones no proporcionan la relación final entre Vcs e I.

En el circuito que estoy estudiando, la batería ( 18650 one ) tiene un máximo de corriente de carga/descarga de 0,5 A (normal) o 1,3 A (rápida). Los mosfets ( 8205A ) tienen un Rds(on) de alrededor de 0,025 meses. Eso significa Vmosfet1+Vmosfet2 = 0.065v a la corriente máxima.

Respuestas (3)

En realidad es muy simple. Durante el funcionamiento normal, el circuito de protección utiliza el Rds(on) de los dos mosfets en serie como derivación de corriente para medir las corrientes de carga y descarga. Esto significa que la selección específica de esos mosfets afectará los umbrales actuales.

La ecuación es VDIP = Idc * 2 * Rds(on)

Donde VDIP es de la hoja de datos, Idc es la corriente de descarga máxima y Rds (encendido) es la resistencia de encendido de un MOSFET.

Tenga en cuenta que Rds(on) variará de una muestra a otra de MOSFET. Asimismo, VDIP tiene una tolerancia. Entonces, en realidad, habrá un Idc mínimo y un Idc máximo cuando calcule Idc usando el rango de Rds y VDIP.

La corriente a través de la resistencia de 2k es probablemente muy pequeña, pero en cualquier caso, los diseñadores de circuitos integrados podrían compensarla, ya que la conocerían y podrían controlarla si fuera necesario.

La hoja de datos podría ser mucho más clara en este punto. Pero si lo piensas bien, esta es la única forma posible en que podría funcionar. No existe otro mecanismo para detectar corriente que no sea la caída de voltaje en los dos mosfets.

El circuito que estoy estudiando usa un par de mosfet 8205A. Estos mosfets tienen un Rds(on) típico de 25 meses. Eso significa una corriente de descarga máxima de 0.2v/2*0.025mo=4 A y una corriente de carga máxima de 2 A. No muy lejos pero no según la hoja de datos de la batería 18650, que da un máximo de 1.5 A
Esa hoja de datos (36e3e7f3-2049-4adb-a2a7-79c654d92915.pdf) es solo para la celda. Nada que ver con el circuito de protección. Quien integre el circuito de protección y la celda debe asegurarse de que los umbrales de carga por sobrecorriente y de descarga por sobrecorriente sean aceptables. No olvide la tolerancia para Rds(on) y VDIP, etc.

Con las resistencias variables, el valor real depende de la opción de voltaje parcial. La resistencia real se puede recortar con láser en la fábrica.

La corriente se detecta a través de los mosfets. La resistencia de 2k probablemente establece la ganancia según el RdSon real de los mosfets.

Si te refieres a M1 y M2, las puertas de estos mosfets están conectadas a los pines OD/OC, que internamente son las salidas del "circuito lógico". No veo relación con los amplificadores operacionales de sobrecarga. Además, el 2ko está conectado a PB- y a los amplificadores operacionales "+" (algo generalmente inútil, teniendo en cuenta la impedancia de entrada del amplificador operacional) y al "detector de cortocircuito", de implementación desconocida. Difícil de entender para mí. ¿Podría ampliar su respuesta?
No tome el diagrama de bloques demasiado literalmente. La sección 11.1 de la hoja de datos explica cómo se detecta la corriente.
La hoja de datos dice "Este IC monitorea [,,,] la diferencia de voltaje entre el pin CS y el pin VSS para controlar la carga y descarga". Esta diferencia de voltaje es la que existe entre Vss=Batería- y CS, donde CS es PB- menos el voltaje en la resistencia de 2ko. Lo siento, todavía es difícil relacionar eso con la corriente a través de la batería.
la batería - fluye a través de los dos mosfets conmutados. Estos mosfets tienen una resistencia dada de 'encendido', por lo que habrá una caída de voltaje proporcional a la corriente entre la batería y PB-. PB- se muestrea a través de la resistencia de 2k a CS.

Del circuito, Vcs = Vbat - I*Z - I'*R2 = Vmosfet1+Vmosfet2-I'*R2

Estoy de acuerdo con eso, ya que VSS es el único punto de referencia disponible y M1 y M2 están en la ruta actual.

I' (corriente a través de R2) es desconocido. El diagrama interno de YH2111 lo conecta a las entradas de dos amplificadores operacionales en configuración de comparador (que debe tener una corriente de entrada cercana a cero) y a otro circuito. Podría ser correcto suponer que es pequeño y que puede ignorarse.

Sí, podemos ignorar con seguridad I'. R2 debería tener algo de corriente, pero es insignificante en comparación con I.

  1. Corriente de sobrecarga I >= Vcs / (Rmosfet1+Rmosfet2) => 0.2V / (10m-ohms + 10m-ohms) = 10A
    donde, 10m-ohm es una selección aleatoria, I' está fuera ya que es insignificante.

  2. I' max = corriente máxima en 2K-ohms = 4.2V / 2K-ohms = 2.1mA

  3. 10A >> 2.1mA --> Corriente de sobrecarga >> I' max

Sin embargo, estas ecuaciones no proporcionan la relación final entre Vcs e I.

Podemos suponer con seguridad: I >= Vcs / (Rmosfet1+Rmosfet2)

El circuito que estoy estudiando usa un par de mosfet 8205A. Estos mosfets tienen un Rds(on) típico de 25 meses. Eso significa una corriente de descarga máxima de 0.2v/2*0.025mo=4 A y una corriente de carga máxima de 2 A. No muy lejos pero no según la hoja de datos de la batería 18650, que da un máximo de 1.5 A
@pasabaporaqui Ahora, veo por qué estabas haciendo una pregunta casi obvia. También me di cuenta de eso. Pensaría dos veces en usar Rds por varias razones. Tengo muy poca experiencia en BMS y recuerdo haber usado una resistencia de derivación. Verifique los dispositivos BMS de Ti, solo como referencia. Están vendiendo los dispositivos en DigiKey.
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