在生活中，你可能接觸過(guò)各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的鋰離子電池保護(hù)電路，那么接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)鋰離子電池保護(hù)電路。

近年來(lái)，越來(lái)越多的產(chǎn)品(例如pDA，數(shù)碼相機(jī)，移動(dòng)電話，便攜式音頻設(shè)備和藍(lán)牙設(shè)備)使用鋰離子電池作為重要的電源。鋰離子電池具有體積小，能量密度高，無(wú)記憶效應(yīng)和高循環(huán)壽命的特點(diǎn)。高壓電池和自放電率低的優(yōu)點(diǎn)與鎳鎘和鎳金屬氫化物電池不同。在充電和放電期間必須考慮鋰離子電池的安全性，以防止性能下降。對(duì)于鋰離子電池的過(guò)充電和過(guò)放電，過(guò)電流和短路保護(hù)非常重要，因此通常在電池組中設(shè)計(jì)保護(hù)電路以保護(hù)鋰離子電池。

由于鋰離子電池的能量密度高，因此難以確保電池的安全性。在過(guò)充電狀態(tài)下，電池溫度升高后能量將過(guò)剩，因此電解質(zhì)分解并出現(xiàn)氣體，并且由于內(nèi)部壓力升高而存在自燃或破裂的危險(xiǎn);相反，在過(guò)度放電狀態(tài)下，電解質(zhì)將分解并引起電池特性和耐久性的劣化，從而減少了充電次數(shù)。鋰離子電池的保護(hù)電路應(yīng)確保在這種過(guò)充和放電狀態(tài)下的安全性，并防止特性下降。鋰離子電池的保護(hù)電路由一個(gè)保護(hù)IC和兩個(gè)功率MOSFET組成，該保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓，在出現(xiàn)過(guò)充和放電狀態(tài)時(shí)切換到外部功率MOSFET以保護(hù)電池。保護(hù)IC的功能包括過(guò)充電保護(hù)，過(guò)放電保護(hù)和過(guò)電流/短路保護(hù)。

正常狀態(tài)：在正常狀態(tài)下電路中N1的CO與DO腳都輸出高電壓，兩個(gè)MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài)，鋰離子電池可以自由地進(jìn)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(duì)電路的性能影響很小。此狀態(tài)下保護(hù)電路的消耗電流為μA級(jí)，通常小于7μA。

過(guò)充電保護(hù)：過(guò)充電保護(hù)IC的原理是：當(dāng)外部充電器為鋰離子電池充電時(shí)，為了防止內(nèi)部壓力由于溫度升高而升高，需要終止充電狀態(tài)。此時(shí)，保護(hù)IC需要檢測(cè)電池電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到4.25V(假設(shè)電池過(guò)充電點(diǎn)為4.25V)時(shí)，將激活過(guò)充電保護(hù)，然后將功率MOS從打開(kāi)切換到關(guān)閉，然后充電停止。另外，還必須注意由于噪聲引起的過(guò)充電檢測(cè)故障，以免被判斷為過(guò)充電保護(hù)。因此，必須設(shè)置延遲時(shí)間，并且延遲時(shí)間不能短于噪聲的持續(xù)時(shí)間。

過(guò)放電保護(hù)：當(dāng)鋰離子電池放電至外部負(fù)載時(shí)，其電壓將隨著放電過(guò)程逐漸降低。當(dāng)電池電壓降至2.5V時(shí)，其電量已完全耗盡。此時(shí)，如果電池繼續(xù)充滿電，放電將對(duì)電池造成永久性損壞。在電池放電過(guò)程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC確定，不同的IC具有不同的值)時(shí)，其DO引腳將從高電壓變?yōu)榱汶妷?，從而V1引線的導(dǎo)通被關(guān)閉，從而切斷了放電電路，使電池不再能對(duì)負(fù)載放電，起到了過(guò)放電保護(hù)的作用。此時(shí)，由于存在V1的體二極管VD1，充電器可以通過(guò)該二極管為電池充電。

過(guò)電流及短路電流：因?yàn)椴幻髟?放電時(shí)或正負(fù)極遭金屬物誤觸)造成過(guò)電流或短路,為確保安全,必須使其立即停止放電。過(guò)電流保護(hù)IC原理為,當(dāng)放電電流過(guò)大或短路情況發(fā)生時(shí),保護(hù)IC將激活過(guò)(短路)電流保護(hù),此時(shí)過(guò)電流的檢測(cè)是將功率MOSFET的Rds(on)當(dāng)成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測(cè)其電壓的下降情形,假如比所定的過(guò)電流檢測(cè)電壓還高則停止放電,計(jì)算公式為:V-=I×Rds(on)×2(V-為過(guò)電流檢測(cè)電壓,I為放電電流).假設(shè)V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,則保護(hù)電流的大小為I=4A。

相信通過(guò)閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)鋰離子電池保護(hù)電路有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過(guò)程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。