锂电池保护电路原理解析

　　最近忙着出货处理，所以一直没有更新，今天看到留言里有个朋友说公司是做锂电池的，据我所知，目前我们手机使用的应该都是化合物电池，而锂电池应该在之前几年比较流行，像是 MP3 播放器，PDA，数码摄像机等等。
　　这个朋友留言问锂电池里面的线路板起什么作用，这个线路板的基本作用就是保护，但是为了更加清楚的了解原理，我们需要了解锂电池的组成和工作。
　　锂电池也分为两种，一种是可充电的二次电池，我们称为锂离子电池，一般使用在我们以前的笔记本电脑，手机，PDA 等价格比较高的产品中，另一种是不可充电的一次电池，我们也称为锂电池，一般使用在耗电量低的便携式电子产品中。
　　锂离子电池在正常使用时，电池内部的化学能和电能进行互相转化，但是如果我们过充、过放或者过流都会导致电池内部化学能产生副反应，之后在使用过程中会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸，就是为了防止这些问题发生，所以锂离子电池内部都设有一块保护线路。
　　我从网上下载了一个比较常见的锂离子电池保护线路，如下图所示：
　　
　　这个保护线路是由两个 MOS 管 V1、V2 和一个控制 IC 外加一些阻容元器件共同构成，控制芯片负责检测电池电压与回路电流，并控制两个 MOS 的栅极、MOS 管在电路中起到开关作用，分别控制着充电回路和放电回路的导通和关断，C3 为延时电容，这个电路看着简单，但是却具有过充电保护、过放电保护、过电流保护及短路保护的功能。
　　在电池正常状态下，电路中 N1 的 CO 和 DO 都处于高电位，两个 MOS 管都处于导通状态，电池可以自由的进行充放电。
　　在电池处于过充过程中，如果充电器电路失去控制，在没有保护线路时，电池电压超过 4.2 后继续恒流充电，当电压超过 4.3V 时，电池的化学负反应会加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。
　　但是在带有保护线路的锂离子电池中，当控制芯片检测到电池电压达到芯片内部设置的一个值时，CO 脚会由高电位转换为零电压，V2 就会从导通转为关断，从而切断充电回路，使充电器无法再对电池进行充电操作，起到了保护作用。而且由于 V2 自带二极管 VD2 的存在，所以电池可以通过二极管对外部负载进行放电。
　　为了避免芯片出现误判动作，所以在电池电压超过芯片设定的一个值后到关断 MOS 管之间有一个缓冲时间，这个时间是由 C3 决定的，依照标准，一般设定为 1 秒。
　　过放电操作主要是芯片检测到电池电压低于某一个设定值后，DO 的电压由高电位转化为零电压，V1 由导通转为截止，从而切断了放电的回路，电池无法对负载进行放电操作，但是 V1 自带二极管 VD1，所以充电器可以通过这个二极管对电池进行充电操作。
　　过流保护依靠的是芯片上的 V- 脚对回路电流进行检测，如果电流大到设定值后，V1 也会自动翻转截止。
　　短路保护则是判断电池瞬时电流大于某一个值时，就会自动触发短路保护机制，DO 则会进行翻转，V1 进行关断操作。