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、過充電(dian)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IC檢測(ce)到電(dian)池電(dian)壓超過4.28V至發出關(guan)斷V2信號之間，還(huan)有一段(duan)延時(shi)時(shi)間，該延時(shi)時(shi)間的長短由C3決定，通常設為1秒左右，以(yi)避(bi)免(mian)因干擾而造成誤判斷。

3、過放電(dian)保護

電(dian)(dian)池在(zai)對外部負載放電(dian)(dian)過程(cheng)中，其電(dian)(dian)壓(ya)會隨著放電(dian)(dian)過程(cheng)逐漸降(jiang)低，當電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)至2.5V時，其容量已被(bei)完全放光，此時如果讓電(dian)(dian)池繼續對負載放電(dian)(dian)，將(jiang)造成電(dian)(dian)池的永久性(xing)損壞。

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(zai)過放(fang)電(dian)保(bao)護(hu)狀態(tai)下電(dian)池電(dian)壓不能再降低，因(yin)此(ci)要(yao)求保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)的消耗(hao)(hao)電(dian)流極(ji)小，此(ci)時控制IC會進入低功耗(hao)(hao)狀態(tai)，整個保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)耗(hao)(hao)電(dian)會小于0.1μA。

在(zai)控制IC檢測到電(dian)池電(dian)壓低(di)于2.3V至發出關斷V1信號之間(jian)，也有一段延時時間(jian)，該延時時間(jian)的長短由C3決定，通常設(she)為(wei)100毫秒左(zuo)右，以避免(mian)因干(gan)擾而造成誤判(pan)斷。

4、過電(dian)流(liu)保護(hu)

由(you)于鋰(li)離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)化(hua)學特性(xing)，電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)生產廠家規定了其放(fang)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)最大不能超過2C（C=電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容量(liang)/小時），當電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)超過2C電(dian)(dian)(dian)流(liu)放(fang)電(dian)(dian)(dian)時，將會導致電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)永久性(xing)損壞(huai)或(huo)出現安全問(wen)題。

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池在對(dui)負(fu)載正(zheng)常放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中，放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流在經過(guo)串聯的(de)2個MOSFET時，由(you)于MOSFET的(de)導通阻抗(kang)，會(hui)在其兩端產生一個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓，該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓值(zhi)U=I*RDS*2, RDS為單個MOSFET導通阻抗(kang)，控制IC上的(de)“V-"腳對(dui)該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓值(zhi)進(jin)行檢(jian)測，若負(fu)載因某(mou)種原因導致(zhi)異常，使(shi)(shi)回(hui)(hui)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流增大(da)，當回(hui)(hui)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流大(da)到使(shi)(shi)U>0.1V（該值(zhi)由(you)控制IC決定(ding)，不(bu)同的(de)IC有不(bu)同的(de)值(zhi)）時，其“DO"腳將(jiang)由(you)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓轉變為零(ling)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓，使(shi)(shi)V1由(you)導通轉為關(guan)斷(duan)，從而切(qie)斷(duan)了(le)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回(hui)(hui)路(lu)(lu)，使(shi)(shi)回(hui)(hui)路(lu)(lu)中電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流為零(ling)，起到過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流保護作用。

在控制IC檢測到(dao)過(guo)電流發(fa)生(sheng)至發(fa)出關斷V1信號之(zhi)間，也有(you)一段延時(shi)(shi)時(shi)(shi)間，該(gai)延時(shi)(shi)時(shi)(shi)間的長短(duan)由(you)C3決定，通常為13毫秒左右，以避免(mian)因干擾而造成誤判斷。

在上述控制過(guo)程中可知，其(qi)過(guo)電(dian)流檢測(ce)值大(da)小不僅(jin)取(qu)決于控制IC的控制值，還取(qu)決于MOSFET的導(dao)通(tong)(tong)阻抗(kang)，當MOSFET導(dao)通(tong)(tong)阻抗(kang)越大(da)時，對(dui)同樣的控制IC，其(qi)過(guo)電(dian)流保護值越小。

5、短路保(bao)護(hu)

電(dian)池在對負(fu)載(zai)放電(dian)過程(cheng)中，若(ruo)回路(lu)電(dian)流(liu)大到使(shi)U>0.9V（該值(zhi)由(you)控制IC決定，不同(tong)的IC有不同(tong)的值(zhi)）時，控制IC則判斷(duan)為(wei)負(fu)載(zai)短路(lu)，其“DO"腳將迅速由(you)高電(dian)壓轉變為(wei)零電(dian)壓，使(shi)V1由(you)導通(tong)轉為(wei)關斷(duan)，從(cong)而切斷(duan)放電(dian)回路(lu)，起到短路(lu)保護作用(yong)。短路(lu)保護的延(yan)時時間極短，通(tong)常(chang)小于7微(wei)秒。其工作原理與過電(dian)流(liu)保護類似，只是判斷(duan)方(fang)法不同(tong)，保護延(yan)時時間也(ye)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(ke)技的(de)(de)(de)發展，便攜式設(she)備的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)越(yue)(yue)做(zuo)越(yue)(yue)小(xiao)，而隨著這(zhe)種趨勢，對鋰離子電(dian)池的(de)(de)(de)保護電(dian)路(lu)體(ti)積(ji)的(de)(de)(de)要求也越(yue)(yue)來越(yue)(yue)小(xiao)，在這(zhe)兩年已(yi)出現(xian)了將(jiang)控制IC和MOSFET整合成(cheng)一顆保護IC的(de)(de)(de)產(chan)品，如(ru)DIALOG公司的(de)(de)(de)DA7112系列，有(you)的(de)(de)(de)廠家甚至將(jiang)整個保護電(dian)路(lu)封裝成(cheng)一顆小(xiao)尺寸的(de)(de)(de)IC，如(ru)MITSUMI公司的(de)(de)(de)產(chan)品。