单节锂电池保护解决方案(3)

时间:2023-06-14来源:佚名

CSS-3---单节电池保护解决方案

引言:前面两节分别介绍了PCM的几种方案,本节聚焦于PCM的性能评估以及可能遇到的问题优化。

1. 功率MOSFET的性能要求

离子电池容量从早期的600mAh、1000mAh到现在已经达到6000mAh、10000mAh。 为了实现更快的充电速度和更短的充电时间,通常采用增加电流和大电流充电的快充技术。 大电流充电对电池组中的功率MOSFET提出了更高的技术要求。

此外在生产线和使用过程中,对大容量锂离子电池有一些特定的技术要求。 所有这些因素都对大容量锂离子电池PCM中功率MOSFET的充放电管理提出了严格的技术设计挑战。

为了实现功率MOSFET的低导通电阻RDSon,有必要提高MOSFET单元密度。 其他技术也用于降低电阻,例如厚金属键合线和薄晶片。 N沟道功率MOSFET可以以减小的形状因数实现较低的导通电阻RDSon。

功率MOSFET封装通常使用引线,为了进一步降低导通电阻,在PCM中通过使用新的芯片级CSP封装技术完全消除了封装线电阻。 同时芯片级CSP的封装技术具有更好的导热性,从而降低功率MOSFET的温升,这有助于提高其可靠性。

使用CSP封装技术的功率MOSFET在没有外部塑料外壳和其他材料保护的情况下,在PCM生产过程中会受到各种热应力和机械应力的影响,例如PCB板的焊接过程,这可能会导致模具开裂的高风险。 因此应使用各种技术,例如在功率MOSFET芯片表面涂覆新材料,以确保其抵抗机械应力和热应力的能力,并提高可靠性。

短路能力

大容量锂离子电池在应用中,特别是在极端条件下,如输出负载短路,会有非常大的电流通过电池。 当IC检测到输出过流时,它将延迟一段时间以进行保护动作。 在延迟时间期间,MOSFET的工作电流非常大,这要求MOSFET对大电流应力具有鲁棒性,因此所有锂离子电池都需要进行短路测试。

理论上芯片尺寸越大,对短路电流的鲁棒性越强。然而随着形状因素的减小,性能将受到限制。因此应用电路设计需要记住确保鲁棒设计以抵抗大短路电流的影响所需的要求。

雪崩鲁棒性

当电池组的输出端短路且开关关闭时,MOSFET雪崩能力非常重要。功率MOSFET的选择应包括根据应用条件确定的足够雪崩能力。

dv/dt保护

在反向连接测试期间,每个电池的最大工作电压为4.4V,最大充电电压也为4.4V。当充电器反向连接到电池组时,MOSFET承受8.8V的电压应力。在大容量锂离子电池的生产过程中,外部直流电源在测试过程中会直接接触电池组的两个输出端。因此MOSFET会承受8.8V高dv/dt电压应力。

单节锂电池保护解决方案(3)

图3-1:高电压应力模型

如果MOSFET在漏极到源极之间经历高dv/dt,如图3-1模型,寄生电容CDS将具有I=CDSdv/dt的充电电流。如果电流足够大,它将触发寄生NPN双极导通,MOSFET很容易损坏,如图3-2所示。

相关阅读

为什么水电改造会预算超标?装修公司不会告诉你的水电改造猫腻

水电改造是装修工程里比较重要的一部分,但是很多屋主表示水电改造预算总超支,本来计划好的水电改造预算价钱现在超支,导致装修开销又变大了。那么为什么会出现这样的情况呢...
2023-06-11
为什么水电改造会预算超标?装修公司不会告诉你的水电改造猫腻

手机居然能作为维修检测工具来用!

现代生活提倡方便快捷,遥控器的使用和普及一定程度上符合了这一要求,生活中比较普遍的是电视机、空调的遥控器,再就是电动大门以及汽车遥控器,在工业生产设备中,遥控器也...
2023-06-27
手机居然能作为维修检测工具来用!

老电工制作小功率隔离变压器

【免费下载】 PLC软件下载_PLC软件安装教程_PLC手册下载_PLC案例下载! 【免费学习】 变频器精品课程_西门子PLC精品教程_三菱PLC精品教程! 隔离变压器是变压器的一种,是变比为1:1的变...
2023-06-27

傻傻分不清电路?专业电气学姐为你全方面解读(八)

在上一次学习了道菜 “基尔霍夫电流定律(KCL ) ”后,这次我们继续学习第二道菜“ 基尔霍夫电压定律( KVL ) ”。 在《电工基础》的第 11 课时中,“曹大厨”(把曹老师说成厨师...
2023-06-27
傻傻分不清电路?专业电气学姐为你全方面解读(八)

工作不忘娱乐,电厂也可以很有趣

不要随便和打工人说晚安,他可能还要上夜班。 哈哈,前面轻微吐槽了电厂的倒班等问题。但其实,很多单位均是如此,每一行有每一行的辛与酸,不只是电力这个行业;我们不能给自...
2023-06-13
工作不忘娱乐,电厂也可以很有趣

热销商品

固万基304不锈钢十字圆头螺丝机螺钉GB818盘头螺栓PM开关插座螺钉

固万基304不锈钢十字圆头螺丝(GB818标准)是一款高品质盘头螺栓,采用优质304不锈钢材质制造,具备优异的耐腐蚀性、抗氧化性和机械强度,适用于潮湿、高温等严苛环境。其...
5.8

平头硅胶套耐高温圆管末端保护套钢管管帽密封管套防撞胶套橡胶帽

平头硅胶套是一种专为圆管末端设计的耐高温保护配件,广泛应用于钢管、不锈钢管及各类金属/非金属管道的封口与防护。采用优质硅胶材料制成,具备优异的耐高温、耐腐...
0.27

橡胶条U型防撞包边条橡胶卡条玻璃嵌条配电箱机柜u型条密封条封王

橡胶条U型防撞包边条是一种多功能密封与防护配件,广泛应用于配电箱、机柜、玻璃门窗及各类设备边缘。采用优质橡胶材质,具备优异的弹性、耐老化、防水防尘和抗冲击...
0.72

印字号码管 热缩管打印 电线标示光伏套管线号印字编码光伏号码管

印字号码管是一种用于电线、电缆和光伏组件的专业标识产品。它采用先进的热缩技术,能够在热缩管表面清晰地印制数字、字母或特殊编码,确保标识信息在长期使用和各种...
10

EPDM配电箱机柜密封条三元乙丙橡胶半圆海绵自粘发泡胶条20*10mm

EPDM配电箱机柜密封条采用优质三元乙丙橡胶(EPDM)材质,具备优异的耐候性、耐臭氧、耐高低温(-40℃~+120℃)及抗老化性能,适用于户外及严苛环境。其半圆海绵结构设计,兼具...
1.08

网站栏目