锂电池保护电路原理、功能及特性分析

近年来，越来越多的产品，例如PDA，数码相机，移动电话，便携式音频设备和蓝牙设备，都采用锂电池作为其主要电源。 锂电池具有体积小，能量密度高，无记忆效应，循环寿命长，高压电池和自放电率低的优点。 它们与镍镉和镍氢电池不同。 有必要考虑对锂电池进行充电和放电。 避免特性劣化的可靠性。 锂电池的过充电，过放电，过电流和短路的维护非常重要，因此通常在电池组中设计维护电路以维护锂电池。

  由于锂离子电池的能量密度高，因此难以确保电池的可靠性。 在过度充电的情况下，温度升高后电池的能量将过剩，因此电解质会分解产生气体，由于内部压力的增加，可能导致自燃或破裂； 相反，在过放电条件下，电解质将分解并引起电池特性，并且耐久性下降，从而减少了可充电次数。

  锂离子电池的维护电路应确保在这种过充和放电条件下的可靠性，并避免特性下降。 锂离子电池的维护电路由维护IC和两个功率MOSFET组成，在此期间，维护IC监视电池电压，并在出现过充或放电情况时切换到外部功率MOSFET来维护电池，维护IC的功能过多。 充电维护，过放电维护和过电流/短路维护。

  过度充电维护IC的原理是：当外部充电器为锂电池充电时，须停止充电条件，以避免因温度升高而导致内部压力升高。 此时，维护IC需要检测电池电压，当电池电压达到4.25V（假设电池过充电点为4.25V）时，它将激活过充电维护，将功率MOS从打开变为关闭，然后停止充电 。

  另外，有必要注意由噪声引起的过充电检测的故障，以避免判断为过充电维护。 因此，需要设置延迟时间，并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。

  在过放电的情况下，电解质分解并且电池特性劣化，导致充电次数减少。 使用锂电池维护IC可以避免过放电并完成电池维护功能。 过放电维护IC的原理：为了避免锂电池过放电，假设将锂电池连接到负载。 当锂电池的电压低于其过放电电压检测点（假定为2.3V）时，将激活过放电维护功能，以使功率MOSFET从开到关并切断放电，以避免 电池过放电，并保持电池处于低静态电流的待机模式。 此时的电流仅为0.1uA。

  当锂电池连接到充电器，并且锂电池的电压高于此时的过放电电压时，可以避免过放电维持功能。 另外，考虑到脉冲放电的条件，过放电检测电路具有避免故障的延迟时间。