鋰離子電池組電路具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護功能，其工作原理分析如下：

1、正(zheng)常狀態(tai)

在正常狀態下電路中N1的“CO"與“DO"腳都輸出高電壓，兩個MOSFET都處于導通狀態，電池可以自由地進行充電和放電，由于MOSFET的導通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導通電阻對電路的性能影響很小。 7|此狀態下保護電路的消耗電流為μA級，通常小于7μA。

2、過(guo)充電保護

鋰離子電池要求充電器的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過程，電壓會上升到4.2V(根據正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4.1V)，轉為恒壓充電，直至電流越來越小。 電池在被充電過程中，如果充電器電路失去控制，會使電池電壓超過4.2V后繼續恒流充電，此時電池電壓仍會繼續上升，當電池電壓被充電至超過4.3V時，電池的化學副反應將加劇，會導致電池損壞或出現安全問題。

在帶有保護電路的電池中，當控制IC檢測到電池電壓達到4.28V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其“CO"腳將由高電壓轉變為零電壓，使V2由導通轉為關斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對電池進行充電，起到過充電保護作用。而此時由于V2自帶的體二極管VD2的存在，電池可以通過該二極管對外部負載進行放電。

在控制(zhi)IC檢(jian)測(ce)到電池電壓(ya)超過(guo)4.28V至發出關斷V2信(xin)號之間(jian)，還有一(yi)段延(yan)時(shi)時(shi)間(jian)，該延(yan)時(shi)時(shi)間(jian)的長短由(you)C3決定，通常設為(wei)1秒左右，以避免因(yin)干擾而造成誤判斷。

3、過放(fang)電保護

電池在對外部(bu)負載放(fang)電過(guo)程中，其電壓會(hui)隨著放(fang)電過(guo)程逐漸降低，當電池電壓降至2.5V時(shi)，其容量已被完全放(fang)光(guang)，此(ci)時(shi)如果(guo)讓電池繼(ji)續對負載放(fang)電，將造成電池的(de)永久性損(sun)壞(huai)。

在電池放電過程中，當控制IC檢測到電池電壓低于2.3V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其“DO"腳將由高電壓轉變為零電壓，使V1由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路，使電池無法再對負載進行放電，起到過放電保護作用。而此時由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過該二極管對電池進行充電。

由于在過放電(dian)保護(hu)(hu)狀態下電(dian)池(chi)電(dian)壓不(bu)能再(zai)降(jiang)低(di)，因此(ci)要求保護(hu)(hu)電(dian)路的(de)消耗電(dian)流極小，此(ci)時(shi)控(kong)制(zhi)IC會進(jin)入低(di)功耗狀態，整(zheng)個保護(hu)(hu)電(dian)路耗電(dian)會小于0.1μA。

在控制IC檢(jian)測到電池電壓低于2.3V至發出(chu)關斷V1信號之(zhi)間(jian)，也有(you)一(yi)段延時(shi)時(shi)間(jian)，該延時(shi)時(shi)間(jian)的長短由C3決定，通常設(she)為(wei)100毫(hao)秒(miao)左(zuo)右，以(yi)避免因干(gan)擾而造成誤判斷。

4、過(guo)電流保護

由于鋰離(li)子電(dian)(dian)(dian)池的化學特性，電(dian)(dian)(dian)池生產廠家規定了其放電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流最大不能(neng)超過2C（C=電(dian)(dian)(dian)池容量/小時），當(dang)電(dian)(dian)(dian)池超過2C電(dian)(dian)(dian)流放電(dian)(dian)(dian)時，將會導致電(dian)(dian)(dian)池的永久性損壞或出現安全問(wen)題。

電池(chi)在對負載正常(chang)放電過(guo)程中(zhong)，放電電流在經(jing)過(guo)串聯的(de)2個MOSFET時，由(you)于MOSFET的(de)導通阻(zu)抗(kang)(kang)，會(hui)在其兩端(duan)產(chan)生一個電壓(ya)，該(gai)電壓(ya)值U=I*RDS*2, RDS為單個MOSFET導通阻(zu)抗(kang)(kang)，控制IC上的(de)“V-"腳對該(gai)電壓(ya)值進行檢測，若負載因(yin)(yin)某種原因(yin)(yin)導致異常(chang)，使(shi)回(hui)路(lu)電流增(zeng)大，當回(hui)路(lu)電流大到使(shi)U>0.1V（該(gai)值由(you)控制IC決定，不同(tong)的(de)IC有不同(tong)的(de)值）時，其“DO"腳將由(you)高電壓(ya)轉(zhuan)(zhuan)變為零電壓(ya)，使(shi)V1由(you)導通轉(zhuan)(zhuan)為關斷(duan)，從而切斷(duan)了放電回(hui)路(lu)，使(shi)回(hui)路(lu)中(zhong)電流為零，起到過(guo)電流保護(hu)作用(yong)。

在(zai)控制IC檢測(ce)到過電流發生至(zhi)發出關斷(duan)(duan)V1信號之(zhi)間(jian)(jian)，也(ye)有一段延時(shi)時(shi)間(jian)(jian)，該延時(shi)時(shi)間(jian)(jian)的長短由C3決定，通常為13毫秒左右，以(yi)避免因干擾而(er)造成誤判斷(duan)(duan)。

在上述控(kong)制過(guo)程中可知，其過(guo)電(dian)流檢(jian)測值(zhi)大(da)小(xiao)不僅取決于控(kong)制IC的(de)控(kong)制值(zhi)，還取決于MOSFET的(de)導(dao)通(tong)阻(zu)(zu)抗，當(dang)MOSFET導(dao)通(tong)阻(zu)(zu)抗越(yue)大(da)時，對同樣的(de)控(kong)制IC，其過(guo)電(dian)流保護值(zhi)越(yue)小(xiao)。

5、短路保護

電(dian)池在(zai)對負(fu)載(zai)放電(dian)過程中，若(ruo)回路(lu)電(dian)流大(da)到(dao)使(shi)U>0.9V（該(gai)值(zhi)由(you)(you)控制(zhi)(zhi)IC決定(ding)，不同的(de)(de)IC有不同的(de)(de)值(zhi)）時，控制(zhi)(zhi)IC則(ze)判斷為負(fu)載(zai)短路(lu)，其(qi)(qi)“DO"腳將迅速由(you)(you)高電(dian)壓轉(zhuan)(zhuan)變為零電(dian)壓，使(shi)V1由(you)(you)導通轉(zhuan)(zhuan)為關斷，從而切斷放電(dian)回路(lu)，起到(dao)短路(lu)保護作用。短路(lu)保護的(de)(de)延時時間極(ji)短，通常小于7微秒。其(qi)(qi)工作原(yuan)理與過電(dian)流保護類(lei)似，只是(shi)判斷方法(fa)不同，保護延時時間也不一樣。

以上詳細闡述了單節鋰離子電池保護電路的工作原理，多節串聯鋰離子電池的保護原理與之類似，在此不再贅述，上面電路中所用的控制IC為日本理光公司的R5421系列，在實際的電池保護電路中，還有許多其它類型的控制IC，如日本精工的S-8241系列、日本MITSUMI的MM3061系列、臺灣富晶的FS312和FS313系列、臺灣類比科技的AAT8632系列等等，其工作原理大同小異，只是在具體參數上有所差別，有些控制IC為了節省外圍電路，將濾波電容和延時電容做到了芯片內部，其外圍電路可以很少，如日本精工的S-8241系列。 除了控制IC外，電路中還有一個重要元件，就是MOSFET，它在電路中起著開關的作用，由于它直接串接在電池與外部負載之間，因此它的導通阻抗對電池的性能有影響，當選用的MOSFET較好時，其導通阻抗很小，電池包的內阻就小，帶載能力也強，在放電時其消耗的電能也少。

隨著科技(ji)的(de)(de)(de)發展，便攜式設備的(de)(de)(de)體積越(yue)做越(yue)小，而隨著這(zhe)(zhe)種趨勢(shi)，對鋰(li)離(li)子電(dian)池的(de)(de)(de)保護(hu)(hu)電(dian)路(lu)體積的(de)(de)(de)要求也越(yue)來越(yue)小，在這(zhe)(zhe)兩(liang)年已出現了將控(kong)制IC和MOSFET整(zheng)合成一顆(ke)保護(hu)(hu)IC的(de)(de)(de)產品，如(ru)DIALOG公司(si)的(de)(de)(de)DA7112系列，有的(de)(de)(de)廠家甚(shen)至將整(zheng)個保護(hu)(hu)電(dian)路(lu)封裝成一顆(ke)小尺寸的(de)(de)(de)IC，如(ru)MITSUMI公司(si)的(de)(de)(de)產品。