鋰電池有鋰金屬電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池之分；其中鋰金屬電池通常作為一次電池，也就是不可充電電池，其放電電流不大，應(yīng)用也不是很廣泛；目前我們常說的鋰電池實際上是鋰離子電池，也是目前應(yīng)用最廣泛的鋰電池，鋰聚合物電池是第三代鋰電池，它的安全性能、能量密度、最大放電電流、對環(huán)境的污染等參數(shù)是目前三種鋰電池中最優(yōu)秀的，日后的發(fā)展趨勢當(dāng)是最好的，而且它的充電管理和保護部分幾乎與現(xiàn)有的鋰離子電池兼容應(yīng)用起來很方便。在以下文字中以鋰離子電池為例說明保護線路的設(shè)計，文字中鋰電池指鋰離子電池。 常規(guī)的鋰電池標(biāo)稱電壓為3.6V或3.7V，充滿電后為4.1V或4.2V。下面我就介紹單節(jié)鋰電池保護電路的設(shè)計原理。 一、保護電路的功能: 1、過充電保護：對鋰電池來說，其充電后最高電壓不得超過4.2V，否則電池內(nèi)的電解質(zhì)會被分解,使得溫度上升并產(chǎn)生氣體,降低電池的使用壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)鸨?，所以鋰電池保護電路一定要保證鋰電池絕對不可過度充電。 2、過放電保護：和過充一樣，鋰電池在過度放電的時候，也會縮短其使用壽命，而且過充過放對鋰電池造成的損害是不可逆的。 3、短路保護：鋰電池的最大放電電流有一定限制，過大的放電電流同樣會引起鋰電池的不可恢復(fù)的損壞，影響其使用壽命。若由于外部短路引起鋰電池大電流放電時要立刻停止放電，否則對鋰電池本身和外部設(shè)備都可能會造成嚴(yán)重的損害。 二、保護功能的實現(xiàn)： 目前可以實現(xiàn)鋰電池保護功能的芯片很多，單節(jié)鋰電池保護的方案已經(jīng)很成熟，國外、臺灣、大陸都有很多種芯片可以選擇，目前日系理光和精工的方案采用的比較多，比如精工S8421，理光的R5421、R5426等。這兩款方案成熟，外圍電路簡單，但是價格貴。臺灣也有幾家公司做比如AIC和富晶，據(jù)說深圳那邊用的比較多，另外還有CS213好像是新德的產(chǎn)品，用的也不少。大陸杭州有家士蘭微電子公司做的SC451，其外圍電路和理光的R5421完全一樣，可以直接替換，另外以做攝像頭DSP芯片出名的中星微也推出了幾款鋰電池保護管理IC。 各種保護IC實現(xiàn)的功能相差無幾，其保護模式和外部線路也大同小異，在實際應(yīng)用中可根據(jù)需要選擇不同IC，下面以SC451為例。SC451為保護IC，SOT-23-6封裝，提供過充過放過流保護，M1、 M2為N-MOS，型號經(jīng)常使用5N20V，在線路中起開關(guān)作用，當(dāng)線路發(fā)生異常時，SC451動作，使M1、M2處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷鋰電池供電回路，達到保護鋰電池的目的。  1# DO(Dout)過放電保護輸出， 2# V-充電負(fù)壓輸入， 3# CO(Cout)過充電保護輸出， 4# CI VDI輸出延時外接調(diào)節(jié)電容， 5# VDD供電， 6# VSS地
1、過充電保護：不同IC，同IC的不同型號的過充電保護電壓是不同的，有4.25V也有4.35V的，這個都需要根據(jù)使用的實際情況選擇。SC451的過充保護電壓在4.28~4.38之間，典型值為4.34V，也就是說當(dāng)電池電壓上升到4.34V時M2動作，切斷供電回路，停止充電，顯然比4.2V要高出不少，但在充電過程中，為了防止脈沖電壓的干擾引起保護線路保護動作，保護IC的過保護電壓取值都會稍微高些，另外還是為了防止這個脈沖引起保護IC誤動作，通常過充保護都需要一定的延時時間。鋰電池過充保護后，解除過充保護狀態(tài)有兩種方法，可以取下充電器，去連接負(fù)載或者令其自放電當(dāng)鋰電池的電壓降至4.15V時，解除過充保護狀態(tài)。 2、過放電保護：電池電壓降至2.4V時，進入過放電保護狀態(tài)，M1關(guān)閉，切斷供電回路，鋰電池停止對外供電，并將電池保持在低靜態(tài)電流的狀態(tài),此時耗電為0.3uA（不同IC此值不同）。同樣，為了防止誤動作，過放電保護也需要一定的延時時間。當(dāng)鋰電池接上充電器,且此時鋰電池電壓高于過放電電壓時, 可解除過放電保護功能。 3、過電流（短路）保護：在正常工作模式下，如果保護IC檢測到放電電流過大，即激活過電流保護功能，關(guān)閉M1切斷供電回路，過電流保護的電流門檻值由保護IC和MOS的Rds(on)共同決定。其計算公式為：最大過放電電流＝保護IC過電流檢測電壓/Rds（on）*2。不同保護IC的過電流檢測電壓不同，常用為0.15V或0.3V。同樣，過電流保護也要有一定的延時時間。若由于外部負(fù)載引起保護，將外部負(fù)載移除即可從保護狀態(tài)恢復(fù)。 三、有時，電池接入保護電路后，電池并沒有處于正常模式，無法對外放電，此時只要將電池接入充電器即可。對于過放電的鋰電有時間接入充電器是不能充電的，要先給電池直接充電到3.2v后，才可以接入保護板充電！ 
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