- 锂电池保护IC功能
- 当到达电池过充点时即激活过度充电?；?/strong>
- 当低于过度放电电压检测点时使MOSFET由开转变为切断而截止放电
- 当放电电流过大或短路时将Rds(on) 当成感应阻抗以监测其电压下降情形
近年来，PDA、数字相机、手机、可携式音讯设备和蓝芽设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源。锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点，与镍镉、镍氢电池不太一样，锂电池必须考虑充电、放电时的安全性，以防止特性劣化。针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路?；ず苤匾?，所以通常都会在电池包内设计?；は呗酚靡员；わ绯?。
由于锂离子电池能量密度高，因此难以确保电池的安全性。在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，因内压上升而产生自燃或破裂的危险；反之，在过度放电状态下，电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化，因而降低可充电次数。
锂离子电池的?；さ缏肪褪且繁Ｕ庋墓瘸涞缂胺诺缱刺钡陌踩?，并防止特性劣化。锂离子电池的?；さ缏肥怯杀；C及两颗功率MOSFET所构成，其中?；C监视电池电压，当有过度充电及放电状态时切换到以外挂的功率MOSFET来?；さ绯?，?；C的功能有过度充电保护、过度放电?；ず凸缌鳎搪繁；ぁ?
过度充电保护IC的原理为：当外部充电器对锂电池充电时，为防止因温度上升所导致的内压上升，需终止充电状态。此时，?；C需检测电池电压，当到达4.25V时（假设电池过充点为4.25V）即激活过度充电?；?，将功率MOSFET由开转为切断，进而截止充电。
另外，还必须注意因噪音所产生的过度充电检出误动作，以免判定为过充?；?。因此，需要设定延迟时间，并且延迟时间不能短于噪音的持续时间。
二、过度放电保护
在过度放电的情况下，电解液因分解而导致电池特性劣化，并造成充电次数的降低。采用锂电池?；C可以避免过度放电现象产生，实现电池保护功能。
过度放电?；C原理：为了防止锂电池的过度放电状态，假设锂电池接上负载，当锂电池电压低于其过度放电电压检测点（假定为2.3V）时将激活过度放电?；?，使功率MOSFET由开转变为切断而截止放电，以避免电池过度放电现象产生，并将电池保持在低静态电流的待机模式，此时的电流仅0.1μA。
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当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高于过度放电电压时，过度放电保护功能方可解除。另外，考虑到脉冲放电的情况，过放电检测电路设有延迟时间以避免产生误动作。
三、过电流及短路电流
因为不明原因（放电时或正负极遭金属物误触）造成过电流或短路，为确保安全，必须使其立即停止放电。
过电流?；C原理为，当放电电流过大或短路情况产生时，保护IC将激活过（短路）电流?；ぃ耸惫缌鞯募觳馐墙β蔒OSFET的Rds(on) 当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形，如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电，运算公式为:
V- = I × Rds(on) × 2（V- 为过电流检测电压，I 为放电电流）
假设 V- = 0.2V，Rds(on) = 25mΩ，则?；さ缌鞯拇笮∥?I = 4A
同样地，过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时产生误动作。
通常在过电流产生后，若能去除过电流因素（例如马上与负载脱离），将会恢复其正常状态，可以再进行正常的充放电动作。
四、锂电池?；C的新功能
除了上述的锂电池保护IC功能之外，下面这些新的功能同样值得关注：
1.充电时的过电流保护
当连接充电器进行充电时突然产生过电流（如充电器损坏），电路立即进行过电流检测，此时Cout将由高转为低，功率MOSFET由开转为切断，实现?；すδ堋?br />
V- = I × Rds(on) × 2
?。↖ 是充电电流；Vdet4，过电流检测电压，Vdet4 为 -0.1V）
通常保护IC在过度充电?；な苯欢窝映偈奔洌缓缶突峤β蔒OSFET切断以达到?；さ哪康模憋绯氐缪挂恢毕陆档浇獬悖ü瘸涞缰秃蟮缪梗┦本突峄指?，此时又会继续充电→保护→放电→充电→放电。这种状态的安全性问题将无法获得有效解决，锂电池将一直重复着充电→放电→充电→放电的动作，功率 MOSFET的栅极将反复地处于高低电压交替状态，这样可能会使MOSFET变热，还会降低电池寿命，因此锁定模式很重要。假如锂电?；さ缏吩诩觳獾焦瘸涞绫；な庇兴Ｊ?，MOSFET将不会变热，且安全性相对提高很多。
在过度充电?；ぶ螅灰涞缙髁釉诘绯匕?，此时将进入过充锁定模式。此时，即使锂电池电压下降也不会产生再充电的情形，将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态。
3.减少?；さ缏纷榧叽?br /> 将过度充电和短路保护用的延迟电容器整合在到?；C里面，以减少?；さ缏纷榧叽?。
五、对保护IC性能的要求
1.过度充电?；さ母呔芏然?br /> 当锂离子电池有过度充电状态时，为防止因温度上升所导致的内压上升，须截止充电状态。保护IC将检测电池电压，当检测到过度充电时，则过度充电检测的功率 MOSFET使之切断而截止充电。此时应注意的是过度充电的检测电压的高精密度化，在电池充电时，使电池充电到饱满的状态是使用者很关心的问题，同时兼顾到安全性问题，因此需要在达到容许电压时截止充电状态。要同时符合这两个条件，必须有高精密度的检测器，目前检测器的精密度为25mV，该精密度将有待于进一步提高。
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2.降低?；C的耗电
随着使用时间的增加，已充过电的锂离子电池电压会逐渐降低，最后低到规格标准值以下，此时就需要再度充电。若未充电而继续使用，可能造成由于过度放电而使电池不能继续使用。为防止过度放电，?；C必须检测电池电压，一旦达到过度放电检测电压以下，就得使放电一方的功率MOSFET切断而截止放电。但此时电池本身仍有自然放电及?；C的消耗电流存在，因此需要使保护IC消耗的电流降到最低程度。
因不明原因导致短路时必须立即停止放电。过电流的检测是以功率MOSFET的Rds(on)为感应阻抗，以监视其电压的下降，此时的电压若比过电流检测电压还高时即停止放电。为了使功率MOSFET的Rds(on)在充电电流与放电电流时有效应用，需使该阻抗值尽量低，目前该阻抗约为20mΩ～30mΩ，这样过电流检测电压就可较低。
4.耐高电压
电池包与充电器连接时瞬间会有高压产生，因此?；C应满足耐高压的要求。
5.低电池功耗
在?；ぷ刺保渚蔡牡缌鞅匦胍?.1μA。
6.零伏可充电
有些电池在存放的过程中可能因为放太久或不正常的原因导致电压低到0V，故?；C需要在0V时也可以实现充电。
六、?；C发展展望
如前所述，未来?；C将进一步提高检测电压的精密度、降低?；C的耗电流和提高误动作防止功能等，同时充电器连接端子的高耐压也是研发的重点。在封装方面，目前已由SOT23-6逐渐转向SON6封装，将来还有CSP封装，甚至出现COB产品用以满足现在所强调的轻薄短小要求。
在功能方面，?；C不需要整合所有的功能，可根据不同的锂电池材料开发出单一?；C，如只有过充?；せ蚬疟；すδ?，这样可以大幅减少成本及尺寸。
当然，功能组件单晶体化是不变的目标，如目前手机制造商都朝向将?；C、充电电路以及电源管理IC等周边电路与逻辑IC构成双芯片的芯片组，但目前要使功率MOSFET的开路阻抗降低，难以与其它IC整合，即使以特殊技术制成单芯片，恐怕成本将会过高。因此，?；C的单晶体化将需一段时间来解决。
