Schutzschaltungen unterscheiden sich normalerweise von Ladekreisen. Viele Akkus sind so konzipiert, dass sie von einem speziellen Gerät aufgeladen werden können, das den Ladevorgang steuert.
Der Ladevorgang kann einen Zellausgleich beinhalten. Wenn die Packung eine große Anzahl von Zellen in Reihe enthält, erfordern im Allgemeinen 4+ Zellen in Reihe (4S, 14,4 V) nominal einen Ausgleich, 3S und weniger. Es ist auch eine gute Idee, für die Gesundheit auszugleichen und Langlebigkeit Ihrer Batterie, aber nicht unbedingt erforderlich. Ausgleichsschaltungen können kompliziert werden und umfassen normalerweise ein BMS (Batteriemanagementsystem), das aus einem dedizierten IC und mehreren externen Mosfets besteht. Es gibt ein Projekt auf Github, das versucht, ein openBMS-System zu erstellen . Dies kann eine gute Ressource sein, wenn Sie nach weiteren Informationen suchen.
Der Ladezyklus für Lithium-Ionen-Batterien kann sehr komplex sein, insbesondere bei mehreren in Reihe geschalteten Zellen, umfasst jedoch normalerweise vier grundlegende Schritte:
- Wenn die Spannung unter einem bestimmten Wert liegt (normalerweise 2,8 V oder so für Zellen auf Li-Basis), beginnen Sie mit der Erhaltungsladung, bis die Zelle einen sicheren Ladepegel erreicht. Dadurch wird eine Beschädigung der Zelle vermieden.
- Konstantstromladung: Die Zelle wird mit einem konstanten Strom geladen, typischerweise 0,5 ° C bis 1 ° C für normales Laden, z. B. für 1000-mAh-Akkus, und zwischen 500 mA und 1000 mA.
- Laden mit konstanter Spannung: Sobald der Akku einen bestimmten Punkt erreicht hat (normalerweise etwa 60% der Gesamtladung (3,8 V oder so)), beginnt der Ladevorgang mit der Zielendspannung (4,2 V für eine normale Lebensdauer von 1000 Ladezyklen) Sie erhalten eine längere Batterielebensdauer, verkürzen jedoch die Lebensdauer der Batterie.
- Wartungsladung: Die Batterie hat eine natürliche Entladerate in der Nähe von 8% bei 21 ° C pro Monat. Wenn die Batterie unter 10% der vollen Ladung fällt, wird die Ladung unter Verwendung einer Konstantspannungsladung auf die Zielspannung aufgeladen. Dies ist je nach Anwendung konfigurierbar.
Hinweise: Es gibt ICs, die den Großteil davon für Sie erledigen. Andernfalls müssen Sie einen MCU-gesteuerten Schaltkreis mit externem Boost / Buck-Wandler oder Linearregler entwerfen.
Die Schutzschaltung (PCM) ist ziemlich einfach und oftmals direkt in die einzelnen Zellen integriert. Diese Zellen sind normalerweise gekennzeichnet: geschützt oder ungeschützt. Das PCM überwacht Dinge wie: Eingangsspannung, Ausgangsstrom, Zellenspannung, Temperatur usw. Sie sind oftmals nicht so robust und sollten als letzter Ausweg in einem kritischen System betrachtet werden. Alarme sollten ausgelöst werden, wenn das PCM jemals ausgelöst wird.
Um Ihre spezielle Frage zu beantworten: Der DW01 ist so optimiert, dass er das Ladegerät im Falle einer Überladung bevorzugt, sodass das Ladegerät an den Stromkreis angeschlossen bleibt und die erforderliche Spannung liefert, während der Akku abgeklemmt ist 8V und als lineares Ladegerät leitet es überschüssige Spannung als Wärme ab. Diese ICs sind häufig thermisch geschützt und schalten sich bei Überstrom oder Spannung automatisch ab. Wenn es zu einer Überladung kommt, bedeutet dies, dass der Stromkreis wahrscheinlich zerstört wird. Daher ist es in diesem Fall hilfreich, die Batterie abzuklemmen, da dies ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen würde.
Denken Sie auch daran, dass Mosfets interne Dioden enthalten. Selbst wenn der Ladungsschutz-Mosfet ausgeschaltet würde, würde die Batterie an den Stromkreis angeschlossen bleiben, solange die Spannung auf der Drain-Seite des Mosfets unter einer bestimmten Spannung liegt.
