人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如鋰蓄電池保護(hù)電路。鋰電池都有一個(gè)使用的安全電壓區(qū)間，最高和最低電壓一般被稱為充放電終止電壓或截止電壓，當(dāng)電池的實(shí)際工作電壓長時(shí)間低于放電終止電壓或者長時(shí)間高于充電終止電壓時(shí)，電池內(nèi)部將發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害，嚴(yán)重傷害電池，導(dǎo)致性能下降，俗稱電池衰減，電池衰減的表現(xiàn)就是電池的內(nèi)阻增大，容量下降等。 所以一般鋰離子電池內(nèi)部會(huì)有一個(gè)小的PCB板，和電池封裝在一起，主要作用就是用來保護(hù)電池。

鋰蓄電池保護(hù)電路工作原理

鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC來完成。 保護(hù)板由電子元件組成。 可在-40℃～+85℃環(huán)境下準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電芯電壓和充放電電路電流，及時(shí)控制電流回路的通斷; PTC的重要目的是在高溫環(huán)境中起到保護(hù)作用，防止電池燃燒、爆炸等惡性事故。

保護(hù)電路通常由控制IC、MOs開關(guān)管、熔斷器、電阻、電容等元件組成，如圖2所示。一般情況下，控制IC輸出信號(hào)控制MOs開關(guān)管導(dǎo)通，使 電池與外電路相連。 當(dāng)電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時(shí)，立即控制MOS管關(guān)斷，保護(hù)電芯。 安全。

1、正常狀態(tài)

正常狀態(tài)下，電路中N1的CO和DO引腳都輸出高電壓，兩個(gè)MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài)，鋰電池可以自由充放電。 由于MOSFET的導(dǎo)通電阻很小，通常小于30毫歐，所以其導(dǎo)通電阻對(duì)電路性能影響不大。 在這種狀態(tài)下，保護(hù)電路的電流消耗為μA，通常小于7μA。

2、過充電保護(hù)

鋰電池所需的充電方式為恒流/恒壓。在充電初期，是恒流充電。隨著充電過程，電壓會(huì)上升到4.2V(取決于正極材料，有些電池需要4.1V的恒壓值)，切換到恒壓充電，直到電流越來越小。

電池在充電時(shí)，如果充電器電路失控，電池電壓超過4.2V后會(huì)繼續(xù)恒流充電。這時(shí)，電池電壓會(huì)繼續(xù)上升。當(dāng)電池電壓充電到4.3V以上時(shí)，會(huì)加劇電池的化學(xué)副反應(yīng)，從而造成電池?fù)p壞或安全問題。

在帶有保護(hù)電路的電池中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4.28V時(shí)，其CO腳會(huì)由高電壓變?yōu)榱汶妷?，將V2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，從而切斷充電電路，給充電器充電鋰電池不能再充電，用于過充保護(hù)。此時(shí)，由于V2的體二極管VD2的存在，電池可以通過二極管對(duì)外部負(fù)載放電?？刂艻C檢測(cè)到電池電壓超過4.28V和V2信號(hào)關(guān)閉之間有一個(gè)延遲時(shí)間。延遲時(shí)間的長短由C3決定，通常設(shè)置為1秒左右，以防止干擾引起的錯(cuò)誤判斷。

3、過放電保護(hù)

鋰電池在向外部負(fù)載放電的過程中，其電壓會(huì)隨著放電過程而逐漸降低。當(dāng)電池電壓下降到 2.5V 時(shí)，其容量已經(jīng)完全放電。這時(shí)，如果電池繼續(xù)給負(fù)載放電，就會(huì)造成電池的永久性損壞。

在電池放電過程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V(該值由控制IC決定，不同IC有不同的值)時(shí)，其DO引腳會(huì)由高電壓變?yōu)榱汶妷?，從而?V1 從導(dǎo)通狀態(tài)切換。開啟即關(guān)閉，即切斷放電電路，使電池不能再對(duì)負(fù)載放電，起到過放電保護(hù)的作用。這時(shí)，由于V1自身的體二極管VD1的存在，充電器可以通過這個(gè)二極管給電池充電。

由于在過放保護(hù)狀態(tài)下無法降低電池電壓，因此要求保護(hù)電路的電流消耗極小。此時(shí)控制IC將進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個(gè)保護(hù)電路的功耗將小于0.1μA?？刂艻C檢測(cè)到鋰電池電壓低于2.3V到V1信號(hào)關(guān)閉之間也有一個(gè)延遲時(shí)間。延遲時(shí)間的長短由C3決定，通常設(shè)置為100毫秒左右，以防止干擾誤判。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)鋰蓄電池保護(hù)電路有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。