锂离子可充电电池保护电路图(带工作原理分析)

锂离子可充电电池保护电路图

锂离子可充电电池保护电路工作原理：此保护回路由两个MOSFET 和一个控制IC 外加一些阻容元件构成。控制IC
负责监测电池电压，并控制两个MOSFET 的栅极，MOSFET 在电路中起开关作用，
分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，fuse 为熔断器起二级保护，C2
为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护等
功能。
一、 正常工作状态
在正常充、放电时，电路中控制IC 的C0 与D0 脚高电平，V1、V2 都导通。
充电电流从input+流入，经熔断器向电池充电，经V1、V2 后由input-流出。
正常放电时，电流经input-及V2、V1 流向电池负极，其电流方向与充电电流方
向相反。由于V1、V2 的导通电阻Rds（ON）极小，此状态下的消耗电流为uA 级
因此损耗很小。
二、 过充电保护
电池在被充电初期为恒流充电，随着充电时间的延长，电池电压亦会上升，
在此过程中当IC 检测到电池电压达到过充电检测电压（该数值由控制IC 决定）时，则C0 脚由高电压转为低电压，使控制充电的MOSFET 栅极为关断状态，即
V2 由导通转为关断从而切断充电回路，使充电器无法对电池进行充电起到保护
作用。过充电检测对应于脉冲充电及由于噪声而产生的误动作，需要设定延迟
时间，延迟时间由C2 决定，一般设为1 秒左右。
三、 过放电保护
过放电保护是在电池电压变低时停止对负载放电。当电池对负载放电时，其
电压亦随放电过程而逐渐降低，当电池电压降至过放检测电压以下时，其容量
已经完全放光，如果电池继续放电，则会造成电池的永久性损坏。所以当控制
IC 检测到电池电压低于过放点检测电压时，其D0 脚由高电压转为低电压，使
V1 由导通转为关断从而切断放电回路，则电池无法继续放电起到保护作用。由
于在过放检测电压以下时电池电压不能再降低，因此必须要求控制IC 消耗电流
极小。过放电检测对应于脉冲充电及由于噪声而产生的误动作，需要设定的延
迟时间一般为100 毫秒左右。
四、 过电流保护及短路保护
过电流保护是在消耗大电流时停止对负载的放电，此功能的目的在于保护电
池及MOSFET，确保电池在工作状态下的安全性。在正常放电过程时，电流经过
两个MOSFET 因为导通阻抗会在其两端产生压将，此电压值U=I*[R1ds+R2ds]，
其中把导通的V1、V2 看做电阻，即R1ds 和R2ds，此时若负载因某种原因导致
异常使回路电流增大，当电流猛增使得电压亦增加到控制IC 决定的电压值时，
控制IC 的D0 脚迅速由高电压转为低电压使V1 关断从而切断放电回路，回路电
流变为零。需要设定的延迟时间一般为13 毫秒左右。当电压增加到控制IC 决
定的电压值时（此时IC 判断为负载短路），V1 会由导通转为关断，其工作原理
与过流保护类似。短路保护的延迟时间一般小于7 微秒，如果出现意外时电流
继续增大，则熔断器会动作起到过流时的二级保护，避免对电路中控制IC 及
MOSFET 的永久性损坏。