DW01 – wszechstronna ochrona ogniw litowych
Akumulatory litowe zostały wstępnie omówione w artykule Akumulatory wczoraj i dziś (2), w numerze 7/2025. W dwóch ostatnich artykułach tej serii zacząłem analizować przyczyny oraz rozmaite sposoby zabezpieczania akumulatorów litowych. W tym artykule omawiam układy scalone do ochrony pojedynczych ogniw.
Nie irytuj się, że znów przypominam: akumulatory litowe są delikatne i łatwo je zniszczyć wskutek przeładowania lub nadmiernego rozładowania. Akumulatory Li-Ion wskutek przeładowania mogą się zapalić, a nawet wybuchnąć.
Niezbędne są obwody do ochrony akumulatora, wbudowane w obudowę akumulatora lub będące częścią obciążenia bądź ładowarki. W poprzednim artykule tej serii przedstawiłem przyczyny oraz ideę ochrony pojedynczego akumulatora litowego, zarówno przed przeładowaniem, jak i nadmiernym rozładowaniem przez rozłączanie akumulatora, według uproszczonej idei z rysunku 1a. Uzasadniłem też, dlaczego w praktyce nie wystarczy do tego jeden tranzystor MOSFET i dlaczego stosowane są dwa, i to w trochę dziwnym połączeniu ich drenów, według rysunku 1b. Pora na praktyczne szczegóły.
Rysunek 1
DW01 i jego pobratymcy
Najpopularniejszym scalonym sterownikiem do ochrony pojedynczych ogniw Li-Ion jest DW01 i jego liczne odpowiedniki. Na rysunku 2 widać układ aplikacyjny – bardzo podobny do rysunku 1, tylko dodatkowo mamy tu wyprowadzenie oznaczone CSI, do którego dołączony jest szeregowy rezystor R2 (1 kΩ). Mamy też rezystor R1 i kondensator C1, ale ich rola jest oczywista – to filtr RC w obwodzie zasilania układu scalonego.
Rysunek 2
Na rysunku 3 przedstawiony jest opis wyprowadzeń. Dowiadujemy się, że OD to wyjście sterujące tranzystorem rozładowania (Discharge), OC, to wyjście sterujące MOSFET-em ładowania (Charge). Nie dziwimy się, że pin TD nie jest podłączony. Niewiele dowiadujemy się o końcówce CSI. Właśnie jej rola jest najtrudniejsza do zrozumienia – do tego też dojdziemy.
Rysunek 3
Znaczną pomocą w zrozumieniu działania układu DW01 jest rysunek 4 pokazujący jego blokowy schemat wewnętrzny. Jest pomocą, ale zawiera szereg błędów, które wprowadzają duże zamieszanie. Od razu widać dziwną kwestię: w układzie mamy obwody zasilania GND i VCC, więc co to za obwód oznaczony VSS?
Rysunek 4
Nie ma problemu z analizą bloków z lewej strony rysunku. To dwa komparatory (Overcharge Detector, Overdischarge Detector), które sprawdzają, czy napięcie akumulatora mieści się w dopuszczalnych granicach. Rysunek 5 wskazuje, że dolne i górne napięcie detekcji to typowo 2,40 V oraz 4,28 V. Czyli oba MOSFET-y są nasycone, jeżeli napięcie akumulatora mieści się w tych granicach.
Rysunek 5
(…)
——– ciach! ——–
To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w sierpniowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 8/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 8/2026 znajduje się tutaj.
Piotr Górecki
Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.
