下圖為一個典型的锂離子電池保護電路原理圖。該保護回路由兩個MOSFET(V1、V2)和一個控制IC(N1)外加一些阻容元件構成。控制IC負責監測 電池電壓與回路電流，并控制兩個MOSFET的栅極，MOSFET在電路中起開關作用，分别控制着充電回路與放電回路的導通與關斷，C3為延時電容，該電 路具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護功能.

锂電池保護工作原理:

1、正常狀态

在正常狀态下電路中N1的“CO”與“DO”腳都輸出高電壓，兩個MOSFET都處于導通狀态，電池可以自由地進行充電和放電，由于MOSFET的導通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導通電阻對電路的性能影響很小。

此狀态下保護電路的消耗電流為μA級，通常小于7μA。

2、過充電保護

锂離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，随着充電過程，電壓會上升到4.2V(根據正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4.1V)，轉為恒壓充電，直至電流越來越小。

電池在被充電過程中，如果充電器電路失去控制，會使電池電壓超過4.2V後繼續恒流充電，此時電池電壓仍會繼續上升，當電池電壓被充電至超過4.3V時，電池的化學副反應将加劇，會導緻電池損壞或出現安全問題。

在帶有保護電路的電池中，當控制IC檢測到電池電壓達到4.28V(該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時，其“CO”腳将由高電壓轉變為零電 壓，使V2由導通轉為關斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對電池進行充電，起到過充電保護作用。而此時由于V2自帶的體二極管VD2的存在，電池可 以通過該二極管對外部負載進行放電。

在控制IC檢測到電池電壓超過4.28V至發出關斷V2信号之間，還有一段延時時間，該延時時間的長短由C3決定，通常設為1秒左右，以避免因幹擾而造成誤判斷。

3、過放電保護

電池在對外部負載放電過程中，其電壓會随着放電過程逐漸降低，當電池電壓降至2.5V時，其容量已被完全放光，此時如果讓電池繼續對負載放電，将造成電池的永久性損壞。

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決定，不同的IC有不同的值)時，其“DO”腳将由高電壓轉變為零電壓，使V1 由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路，使電池無法再對負載進行放電，起到過放電保護作用。而此時由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過該二 極管對電池進行充電。

由于在過放電保護狀态下電池電壓不能再降低，因此要求保護電路的消耗電流極小，此時控制IC會進入低功耗狀态，整個保護電路耗電會小于0.1μA。

在控制IC檢測到電池電壓低于2.3V至發出關斷V1信号之間，也有一段延時時間，該延時時間的長短由C3決定，通常設為100毫秒左右，以避免因幹擾而造成誤判斷。

4、過電流保護

由于锂離子電池的化學特性，電池生産廠家規定了其放電電流最大不能超過2C(C=電池容量/小時)，當電池超過2C電流放電時，将會導緻電池的永久性損壞或出現安全問題。

電池在對負載正常放電過程中，放電電流在經過串聯的2個MOSFET時，由于MOSFET的導通阻抗，會在其兩端産生一個電壓，該電壓值 U=I*RDS*2, RDS為單個MOSFET導通阻抗，控制IC上的“V-”腳對該電壓值進行檢測，若負載因某種原因導緻異常，使回路電流增大，當回路電流大到使 U>0.1V(該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時，其“DO”腳将由高電壓轉變為零電壓，使V1由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路， 使回路中電流為零，起到過電流保護作用。

在控制IC檢測到過電流發生至發出關斷V1信号之間，也有一段延時時間，該延時時間的長短由C3決定，通常為13毫秒左右，以避免因幹擾而造成誤判斷。

在上述控制過程中可知，其過電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值，還取決于MOSFET的導通阻抗，當MOSFET導通阻抗越大時，對同樣的控制IC，其過電流保護值越小。

5、短路保護

電池在對負載放電過程中，若回路電流大到使U>0.9V(該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值)時，控制IC則判斷為負載短路，其“DO”腳 将迅速由高電壓轉變為零電壓，使V1由導通轉為關斷，從而切斷放電回路，起到短路保護作用。短路保護的延時時間極短，通常小于7微秒。其工作原理與過電流 保護類似，隻是判斷方法不同，保護延時時間也不一樣。

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