【技术】解析锂电池保护芯片的作用和工作原理

时间： 2022-04-03 来源：格瑞普

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伴随着轻便式电子产品进入人们视野，锂电池的应用也逐渐普及。电池设备也越来越变得被人们特别关注的聚焦点，主要是因为动力锂电池和聚合锂电池能量密度大、使用时间长、能满足绿色环保规定，已逐步替代镍镉电池和镍氢充电电池，变成便携式设备的优先充电电池选择。锂电保护芯片作为锂电池安全应用的先驱，保护芯片能够在电池出现过充、过放、过流以及其他异常情况时及时切断电池与外界的连接，避免异常情况影响电池安全，确保锂电池安全应用，但是还是有很多人不知道锂电保护芯片是什么，锂电池保护芯片有什么作用，本文格瑞普将为大家普及一下相关知识。

图 1

一、锂电池保护芯片是什么？

锂电池保护芯片是单节可充锂离子/聚合物锂电池的过头充电/放电/过工作电流保护芯片，它也包含一个短路容量保护装置，防止出现外电路短路时的大工作电流。选用高抗压生产工艺研制，抗压不少于28V，在产品检验到过放电后，芯片将中止内部开关电源电路运转以维护目前拥有在非常低的用电量程度。根据将DS端调到与VDD类似的电平，能将上述保护延长时间(除过流保护电路)大幅度缩短。

二、锂电池保护芯片有什么作用？

正常状态：当所有锂电电压都在过充检测电压和过放检测电压之间，且电压在过流检测电压和异常充电检测电压之间则处于正常工作状态。

过充电状态：正常状态下，任意异界电池电压高于过充检测电压，且超过过充保护延迟时间，输出高阻态关断充电进入过充保护状态;在过充保护延时时间内，若检测的电池电压低于过充检测电压的时间超过过充重置延时，则过充积累的延迟时间会被重置，否则，电池电压的下降就会被认为是无关的干扰从而被屏蔽。

过放电状态：正常状态下任意异界电池电压低于过放保护电压，且超过过放保护延迟时间，输出低电平关断放电进入过放保护状态，同时输出高阻态，关断充电。

锂电池具有大电流放电、内阻低、寿命长、无记忆效应优势等被人们广泛使用，锂电池在使用中严禁过充电、过放电、短路，否则将会使电池起火、爆炸、等致命缺点，所以在使用可充锂电池都会带一块锂电保护芯片来保护电芯的安全，锂电池保护板主要由过压保护和过流保护构成，是用来保护锂电池电芯安全的器件。

由于锂电池定制可以在客户要求的范围内，千方百计满足客户需求，真正完全适合自己意愿、且具有更高性价比的电池产品，使得市场上锂电池定制广受市场认可和欢迎，锂电池一定制方案商，不仅能为客户提供电芯、电池结构、BMS等单体定制服务，而且能满足客户电池一体化(电芯+BMS+结构)定制需求。

图 2

三、锂电池保护芯片的工作原理

1.保护芯片工作原理中的主要元器件的介绍：IC：它是保护芯片的核心，首先取样电池电压，然后通过判断发出各种指令。MOS管：它主要起开关作用

2.保护芯片正常工作：保护芯片上MOS管刚开始可能处于关断状态，电池接上保护芯片后必须先触发MOS管，P+与P-端才有输出电压，触发常用方法——用导线把B-与P-短接。

3.保护芯片过放保护：在P+与P-上接上一合适的负载后，锂电池组开始放电，电流从电池的正极经负载、D2、MOS1到电池的负极;当电池放电到2.5v时IC采样并发出指令，让MOS1截止，回路断开，电池被保护了。

4.过流保护：在P+与P-上接上一合适的负载后，电池开始放电其电流方向如I2，电流从电池的正极经负载、D2、MOS1到电池的负极，当负载突然减小，IC通过VM引脚采样到突然增大电流而产生的电压这时IC采样并发出指令，让MOS1截止，回路断开，电池被保护了。

5.短路保护：在P+与P-上接上空负载后，电池开始放电电流方向如I2，电流从电池的正极经负载、D2、MOS1到电池的负极，IC通过VM引脚采样到突然增大电流而产生的电压这时IC采样并发出指令，让MOS1截止，回路断开，锂电池被保护。

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