特性劣化

.锂离子电池的保护电路是由保护 IC 及两颗功率 MOSFET 所构成,其中保护

IC 监视电池电压,当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率 MOSFET 来保护
电池

,保护 IC 的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护. 

 

过度充电保护
    过度充电保护 IC 的原理为: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

,需终止充电状态.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)即激活过度充电保护,将功率 MOS 由开转为关断,进而截止充

电

. 

另外

, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需

要设定延迟时间

,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间. 

 

过度放电保护

在过度放电的情况下

,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.采

用锂电池保护

IC 可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能. 

过度放电保护

IC 原理:为了防止锂电池的过度放电状态,假设锂电池接上负载,当锂电

池电压低于其过度放电电压检测点

(假定为 2.3V)时将激活过度放电保护,使功率

MOSFET 由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持
在低静态电流的待机模式

,此时的电流仅 0.1uA. 

当锂电池接上充电器

,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可

解除

.另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免发生误动作. 

 

过电流及短路电流

因为不明原因

(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路,为确保安全,必须使

其立即停止放电

. 

过电流保护

IC 原理为,当放电电流过大或短路情况发生时,保护 IC 将激活过(短路)电

流保护

,此时过电流的检测是将功率 MOSFET 的 Rds(on)当成感应阻抗用以监测其

电压的下降情形

,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,计算公式为: V-

=I×Rds(on)×2(V-为过电流检测电压,I 为放电电流).假设 V-
=0.2V,Rds(on)=25mΩ,则保护电流的大小为 I=4A. 

同样地

,过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时发生误动作. 

通常在过电流发生后

,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状

态

,可以再进行正常的充放电动作. 

锂电池保护

IC

 

的新功能

除了上述的锂电池保护

IC 功能之外,下面这些新的功能同样值得关注: 

1. 

 

充电时的过电流保护