人類社會的進(jìn)步離不開社會上各行各業(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)際工作電壓長時間低于放電終止電壓或者長時間高于充電終止電壓時，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)部會有一個小的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)測電芯電壓和充放電電路電流，及時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，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，如果充電器電路失控，電池電壓超過4.2V后會繼續(xù)恒流充電。這時，電池電壓會繼續(xù)上升。當(dāng)電池電壓充電到4.3V以上時，會加劇電池的化學(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檢測到電池電壓達(dá)到4.28V時，其CO腳會由高電壓變?yōu)榱汶妷海瑢2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，由于V2的體二極管VD2的存在，電池可以通過二極管對外部負(fù)載放電?？刂艻C檢測到電池電壓超過4.28V和V2信號關(guān)閉之間有一個延遲時間。延遲時間的長短由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，其電壓會隨著放電過程而逐漸降低。當(dāng)電池電壓下降到 2.5V 時，其容量已經(jīng)完全放電。這時，如果電池繼續(xù)給負(fù)載放電，就會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，其DO引腳會由高電壓變?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，使電池不能再對負(fù)載放電，起到過放電保護(hù)的作用。這時，由于V1自身的體二極管VD1的存在，充電器可以通過這個二極管給電池充電。

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。此時控制IC將進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個保護(hù)電路的功耗將小于0.1μA。控制IC檢測到鋰電池電壓低于2.3V到V1信號關(guān)閉之間也有一個延遲時間。延遲時間的長短由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)大家對鋰蓄電池保護(hù)電路有了初步的了解，對大家入門會有一定的幫助，同時需要不斷總結(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點(diǎn)。