在生活中，你可能接觸過各種各樣的電子產(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電路，那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學習鋰離子電池保護電路。

近年來，越來越多的產(chǎn)品(例如pDA，數(shù)碼相機，移動電話，便攜式音頻設(shè)備和藍牙設(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，無記憶效應(yīng)和高循環(huán)壽命的特點。高壓電池和自放電率低的優(yōu)點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。對于鋰離子電池的過充電和過放電，過電流和短路保護非常重要，因此通常在電池組中設(shè)計保護電路以保護鋰離子電池。

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。在過充電狀態(tài)下，電池溫度升高后能量將過剩，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;相反，在過度放電狀態(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)。鋰離子電池的保護電路應(yīng)確保在這種過充和放電狀態(tài)下的安全性，并防止特性下降。鋰離子電池的保護電路由一個保護IC和兩個功率MOSFET組成，該保護IC監(jiān)視電池電壓，在出現(xiàn)過充和放電狀態(tài)時切換到外部功率MOSFET以保護電池。保護IC的功能包括過充電保護，過放電保護和過電流/短路保護。

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MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài)，鋰離子電池可以自由地進行充電和放電，由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導(dǎo)通電阻對電路的性能影響很小。此狀態(tài)下保護電路的消耗電流為μA級，通常小于7μA。

過充電保護：過充電保護IC的原理是：當外部充電器為鋰離子電池充電時，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，保護IC需要檢測電池電壓，當電池電壓達到4.25V(假設(shè)電池過充電點為4.25V)時，將激活過充電保護，然后將功率MOS從打開切換到關(guān)閉，然后充電停止。另外，還必須注意由于噪聲引起的過充電檢測故障，以免被判斷為過充電保護。因此，必須設(shè)置延遲時間，并且延遲時間不能短于噪聲的持續(xù)時間。

過放電保護：當鋰離子電池放電至外部負載時，其電壓將隨著放電過程逐漸降低。當電池電壓降至2.5V時，其電量已完全耗盡。此時，如果電池繼續(xù)充滿電，放電將對電池造成永久性損壞。在電池放電過程中，當控制IC檢測到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC確定，不同的IC具有不同的值)時，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，使電池不再能對負載放電，起到了過放電保護的作用。此時，由于存在V1的體二極管VD1，充電器可以通過該二極管為電池充電。

過電流及短路電流：因為不明原因(放電時或正負極遭金屬物誤觸)造成過電流或短路,為確保安全,必須使其立即停止放電。過電流保護IC原理為,當放電電流過大或短路情況發(fā)生時,保護IC將激活過(短路)電流保護,此時過電流的檢測是將功率MOSFET的Rds(on)當成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測其電壓的下降情形,假如比所定的過電流檢測電壓還高則停止放電,計算公式為:V-=I×Rds(on)×2(V-為過電流檢測電壓,I為放電電流).假設(shè)V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,則保護電流的大小為I=4A。

相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對鋰離子電池保護電路有了初步的了解，同時也希望大家在學習過程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計水平。