锂电池充电保护

IC 原理

锂离子电池因能量密度高，使得难以确保电池的安全性。具体而言，在过度

充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，因内
压上升而导致有发火或破裂的危机。反之，在过度放电状态下，电解液因分解导
致电池特性劣化及耐久性劣化

(即充电次数降低)。

 锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性，并
防止特性的劣化。锂离子电池的保护电路是由保护

IC、及两颗 Power-MOSFET

所构成。其中保护

IC 为监视电池电压；当有过度充电及放电状态时，则切换以

外挂的

Power-MOSFET 来保护电池，保护 IC 的功能为: (1)过度充电保护、(2)

过度放电保护、

(3)过电流/

 

短路保护。以下就这三项功能的保护动作加以说明

(1)   过度充电：

 当锂电池发生过度充电时,电池内电解质会被分解,使得温度上升并产生气体,使
得压力上升而可能引起自燃或爆裂的危机

,锂电池保护 IC 用意就是要防止过充

电的情形发生。

过度充电保护

IC 原理：

当外部充电器对锂电池充电时

,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充

电状况

,此时保护 IC 需检测电池电压,当到达 4.25V 时(假设电池过充点为

4.25V)及激活过充电保护,将 Power MOS 由 ON'OFF,进而截止充电。另外,过
充电检出

,因噪声所产生的误动作也是必须要注意的,以免判定为过充保护,因此

需要延迟时间的设定

,而 delay time 也不能短于噪声的时间。 

 

(2)   过度放电：

  在过度放电的情形下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降
低

,锂电池保护 IC 用以保护其过放电的状况发生, 达成保护动作。

过度放电保护

IC 原理：为了防止锂电池过度放电之状态,假设锂电池接上负载,

当锂电池电压低于其过放电电压检测点

(假设设定为 2.3V),将激活过放电保护,

将

Power MOS 由 ON'OFF,进而截止放电,达成保护以避免电池过放电现象发

生

, 并将电池保持在低静态电流的状态(standby mode),此时耗电为 0.1uA