background image

MOSFET 在电路中起开关作用,分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断,C3 为延时
电容,该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能,其工作原理分析
如下:

1、正常状态 

在正常状态下电路中

N1 的“CO”与“DO”脚都输出高电压,两个 MOSFET 都处于导通

状态,电池可以自由地进行充电和放电,由于

MOSFET 的导通阻抗很小,通常小于 30 毫

欧,因此其导通电阻对电路的性能影响很小。

 

此状态下保护电路的消耗电流为

μA 级,通常小于 7μA。 

2、过充电保护 

锂离子电池要求的充电方式为恒流

/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,

电压会上升到

4.2V(根据正极材料不同,有的电池要求恒压值为 4.1V),转为恒压充电,直

至电流越来越小。

 

电池在被充电过程中,如果充电器电路失去控制,会使电池电压超过

4.2V 后继续恒流

充电,此时电池电压仍会继续上升,当电池电压被充电至超过

4.3V 时,电池的化学副反应

将加剧,会导致电池损坏或出现安全问题。

 

在带有保护电路的电池中,当控制

IC 检测到电池电压达到 4.28V(该值由控制 IC 决定,

不同的

IC 有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使 V2 由导通转为关断,

从而切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电保护作用。而此时由于
V2 自带的体二极管 VD2 的存在,电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。 

在控制

IC 检测到电池电压超过 4.28V 至发出关断 V2 信号之间,还有一段延时时间,

该延时时间的长短由

C3 决定,通常设为 1 秒左右,以避免因干扰而造成误判断。 

3、过放电保护 

电池在对外部负载放电过程中,其电压会随着放电过程逐渐降低,当电池电压降至

2.5V 时,其容量已被完全放光,此时如果让电池继续对负载放电,将造成电池的永久性损
坏。

 

在电池放电过程中,当控制

IC 检测到电池电压低于 2.3V(该值由控制 IC 决定,不同

IC 有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使 V1 由导通转为关断,从而

切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电保护作用。而此时由于

V1 自

带的体二极管

VD1 的存在,充电器可以通过该二极管对电池进行充电。 

由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低,因此要求保护电路的消耗电流极小,

此时控制

IC 会进入低功耗状态,整个保护电路耗电会小于 0.1μA。 

在控制

IC 检测到电池电压低于 2.3V 至发出关断 V1 信号之间,也有一段延时时间,该