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如何進行ups電源電路的保護
信息來源:長沙UPS電源   發(fā)布時間:2013-1-16   瀏覽:

1、判定正常狀態(tài)

    首先判定在在正常狀態(tài)下電路中N1的“CO”與“DO”腳都輸出高電壓,兩個MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài),電池可以自由地進行充電和放電,由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗很小,通常小于30毫歐,因此其導(dǎo)通電阻對電路的性能影響很小。
此狀態(tài)下保護電路的消耗電流為μA級,通常小于7μA。

    2、進行過充電保護

    鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓,在充電初期,為恒流充電,隨著充電過程,電壓會上升到4.2V轉(zhuǎn)為恒壓充電,直至電流越來越小。
    在帶有保護電路的電池中,當(dāng)控制IC檢測到電池電壓達到4.28V時,其“CO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷,使V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了充電回路,使充電器無法再對電池進行充電,起到過充電保護作用。而此時由于V2自帶的體二極管VD2的存在,電池可以通過該二極管對外部負(fù)載進行放電。在控制IC檢測到電池電壓超過4.28V至發(fā)出關(guān)斷V2信號之間,還有一段延時時間,該延時時間的長短由C3決定,通常設(shè)為1秒左右,以避免因干擾而造成誤判斷。

   3、再進行過放電保護

    電池在對外部負(fù)載放電過程中,其電壓會隨著放電過程逐漸降低,當(dāng)電池電壓降至2.5V時,其容量已被完全放光,此時如果讓電池繼續(xù)對負(fù)載放電,將造成電池的永久性損壞。 在電池放電過程中,當(dāng)控制IC檢測到電池電壓低于2.3V時,其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷,使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了放電回路,使電池?zé)o法再對負(fù)載進行放電,起到過放電保護作用。而此時由于V1自帶的體二極管VD1的存在,充電器可以通過該二極管對電池進行充電。

   4、進行過電流保護

    由于鋰離子電池的化學(xué)特性,電池生產(chǎn)廠家規(guī)定了其放電電流大不能超過2C,當(dāng)電池超過2C電流放電時,將會導(dǎo)致電池的永久性損壞或出現(xiàn)安全問題。

    電池在對負(fù)載正常放電過程中,放電電流在經(jīng)過串聯(lián)的2個MOSFET時,由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗,會在其兩端產(chǎn)生一個電壓,該電壓值U=I*RDS*2, RDS為單個MOSFET導(dǎo)通阻抗,控制IC上的“V-”腳對該電壓值進行檢測,若負(fù)載因某種原因?qū)е庐惓,使回路電流增大,?dāng)回路電流大到使U>0.1V時,其“DO”腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷,使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷了放電回路,使回路中電流為零,起到過電流保護作用。
    5、后進行短路保護

    電池在對負(fù)載放電過程中,若回路電流大到使U>0.9V時,控制IC則判斷為負(fù)載短路,其“DO”腳將迅速由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筕1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,從而切斷放電回路,起到短路保護作用。短路保護的延時時間極短,通常小于7微秒。其工作原理與過電流保護類似,只是判斷方法不同,保護延時時間也不一樣。 除了控制IC外,電路中還有一個重要元件,就是MOSFET,它在電路中起著開關(guān)的作用,由于它直接串接在電池與外部負(fù)載之間,因此它的導(dǎo)通阻抗對電池的性能有影響,當(dāng)選用的MOSFET較好時,其導(dǎo)通阻抗很小,電池包的內(nèi)阻就小,帶載能力也強,在放電時其消耗的電能也少。




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