I circuiti di protezione sono generalmente distinti dai circuiti di carica. Molti pacchi batteria sono progettati con l'intenzione di essere caricati da un'unità dedicata che controllerà il processo di ricarica.
Il processo di ricarica può comportare il bilanciamento delle cellule, se la confezione contiene un gran numero di celle in serie, generalmente 4+ celle in serie (4S, 14,4 V) nominali richiedono il bilanciamento, 3S e inferiore è anche una buona idea bilanciare per la salute e longevità della batteria, ma non necessariamente necessaria. I circuiti di bilanciamento possono complicarsi e in genere comportano un BMS (sistema di gestione della batteria) composto da un IC dedicato e più mosfet esterni. Esiste un progetto su github che cerca di creare un sistema openBMS . Questa potrebbe essere una buona risorsa se stai cercando maggiori informazioni.
Il ciclo di ricarica per le batterie agli ioni di litio può essere piuttosto complesso, soprattutto nel caso di più celle in serie, ma in genere prevede 4 passaggi di base:
- Leggere la tensione, se inferiore a un determinato valore (in genere 2,8 V o giù di lì per le celle a base di Li), quindi iniziare la carica di mantenimento fino a quando la cella raggiunge il livello di carica sicuro, evitando così di danneggiarla.
- carica a corrente costante: la cella viene caricata a una corrente costante, in genere 0,5 ° C-1 ° C per una carica normale, ad es. per una batteria da 1000 mAh, carica tra 500 mA-1000 mA.
- carica a tensione costante: una volta che la batteria raggiunge un certo punto (in genere circa il 60% della carica totale (3,8 V circa) inizia a caricarsi alla tensione finale target (4,2 V per la durata prevista del normale ciclo di carica 1000) è possibile aumentare e ti dà una maggiore durata della batteria, ma ridurrà la durata della batteria.
- Carica di mantenimento: la batteria ha una velocità di scarica naturale intorno all'8% a 21 ° C al mese, quando la batteria scende al di sotto del 10% della carica completa, ricaricare la tensione target usando una carica a tensione costante. Questo è configurabile in base all'applicazione.
Note: ci sono circuiti integrati che gestiranno la maggior parte di questo per te, altrimenti dovrai ricorrere alla progettazione di un circuito controllato MCU con convertitore boost / buck esterno o regolatore lineare.
Il circuito di protezione (PCM) è abbastanza semplice e spesso integrato direttamente nelle singole celle, queste celle sono in genere etichettate: protette o non protette. Il PCM monitorerà cose come: tensione di ingresso, corrente di uscita, tensione della cella, temperatura, ecc. Spesso i tempi non sono così robusti e dovrebbero essere considerati l'ultima risorsa in un sistema critico. Gli allarmi dovrebbero spegnersi se il PCM viene mai attivato.
Per rispondere alla tua domanda specifica: il DW01 è ottimizzato per favorire il caricatore in caso di sovraccarico, quindi il caricatore rimarrebbe collegato al circuito, alimentando la tensione fisica, mentre la batteria è scollegata, TP4046 sembra progettato per gestire fino a 8 V e come caricabatterie lineare dissiperà la tensione in eccesso come calore. Questi circuiti integrati sono spesso protetti termicamente e si spengono automaticamente in caso di eccesso di corrente o tensione. Se c'è un sovraccarico, significa che il circuito è probabilmente distrutto, quindi è bello provare a scollegare la batteria in questo caso, poiché costituirebbe un rischio significativo per la sicurezza.
Inoltre, ricorda che i mosfet contengono diodi interni, quindi anche se il mosfet di protezione della carica dovesse essere spento, la batteria sarebbe comunque collegata al circuito fintanto che la tensione sul lato di drain del mosfet è al di sotto di una certa tensione.
