鋰離子電池的保護電路就是要確保這樣的過度充電及放電情況時的安全性，并防止特性的劣化。鋰離子電池的保護電路是由保護IC、及兩顆Power-MOSFET所構(gòu)成。其間保護IC為監(jiān)督電池電壓；當有過度充電及放電情況時，則切換以外掛的Power-MOSFET來保護電池，保護IC的功用為:(1)過度充電保護、(2)過度放電保護、(3)過電流/短路保護。以下就這三項功用的保護動作加以說明

當鋰離子電池發(fā)生過度充電時,電池內(nèi)電解質(zhì)會被分解,使得溫度上升并發(fā)生氣體,使得壓力上升而或許引起自燃或爆裂的危機,鋰離子電池保護IC用意就是要防止過充電的景象發(fā)生。

過度充電保護IC原理：在過度放電的景象下,電解液因分解而導(dǎo)致電池特性劣化,并構(gòu)成充電次數(shù)的下降,鋰離子電池保護IC用以保護其過放電的情況發(fā)生,到達保護動作。當鋰離子電池接上充電器,且此時鋰離子電池電壓高于過放電電壓時,過放電保護功用方可解除。

其他,為了有關(guān)脈沖放電之景象,過放偵測設(shè)有推延時間用以防備此種誤動作的發(fā)生。因為不明原因(放電時或正負極遭金屬物誤觸)構(gòu)成過電流或短路電流發(fā)生,為確保安全,使其間斷放電。

電流保護IC原理：

公式為：假定V-=0.2V,Rds(on)=25m,則保護電流的巨細為I=4A

相同的,過電流檢出也有必要要設(shè)有推延時間以防有忽然的電流流入時,會發(fā)生誤動作,使其發(fā)生保護的誤動作。一般在過電流發(fā)生后,若能移除過電流之要素(例如:立刻與負載脫離..),就會回復(fù)其正常情況,可以再實行正常的充放電動作。除了上述的鋰離子電池保護IC功用之外,現(xiàn)在還有一些新的功用值得我們留意,以東瑞電子所獨家代理的"Ricoh"鋰離子電池保護IC為例---R5426

當聯(lián)接充電器在充電時忽然有過電流發(fā)生(充電器損壞),即發(fā)生充電時過電流檢測,此時將Cout將由High'Low,PowerMOS由ON'OFF,到達保護之動作。

注:Vdet4為-0.1V

(2)縮短測試時間：(A)當我們將R5426之DSpinopen時,此時delayTIme為規(guī)范書上所示；(B)當我們將R5426之DSpin接VDD時,此時delayTIme將只要1/90；(C)當我們將R5426之DSpin接Vim(min=1.2V,max=VDD-1.1V),此時將可忽略delayTIme。

(3)過充時鎖住形式(Latch)：鋰離子電池一直重復(fù)著做著充電放電充電放電的動作,PowerMOS的Gate將反復(fù)的High/Low,這樣或許會使MOSFET變熱.,也一起有關(guān)電池的壽命構(gòu)成引想,由此可知LatchMode的重要性。假設(shè)鋰電時保護電路在偵測到過充電保護時有LatchMode,MOSFET將不會變熱,且安全性相對的進步許多。在偵測到過充電保護之后,只要有聯(lián)接充電器在電池包上,此時之情況及抵達過充時鎖住形式,因此,盡管鋰離子電池的電壓一值下降,但不會發(fā)生再充電的景象.要解除這個情況,只要將充電器移除并聯(lián)接負載即可回復(fù)充放電的情況。

(4)縮小保護電路組件:將過充電和短路保護用的推延電容給內(nèi)包到保護IC里面

(A)過度充電保護的高精化；(B)減低保護IC的耗電流到達過度放電保護目的；(C)過電流/短路保護需有低偵測電壓及高精度的要求；(D)完結(jié)耐壓值，當?shù)诌_保護時,其靜態(tài)耗電流有必要要小(0.1uA)，有些電池在存放的過程中或許因為放太久或不正常的原因?qū)е码妷旱偷?V,故保護IC需求在0V也可以充電的動作。

包裝方面,現(xiàn)在已由SOT23-6逐漸的朝向SON6,將來還有CSP的Package,甚至COB產(chǎn)品的出現(xiàn),用以滿足現(xiàn)在所側(cè)重的輕浮短小，而保護IC也不是一切的功用都一定有必要要用的,可根據(jù)不同的鋰離子電池資料開發(fā)出單一保護(如:只要過充保護或過放保護功用),可大大的削減本錢及空間,這對我們來說可未嘗不是一件功德.