手機(jī)鋰電池保護(hù)板,單節(jié)鋰電池保護(hù)電路-KIA MOS管

單節(jié)鋰電池保護(hù)電路原理

1. 過(guò)充電狀態(tài)：電池電壓上升到過(guò)充保護(hù)電壓后，以上并持續(xù)了一段過(guò)充保護(hù)延時(shí)時(shí)間， CO 端子的輸出就會(huì)反轉(zhuǎn)，將充電控制 充電 MOS 管關(guān)斷，停止充電，這就稱 為過(guò)充電狀態(tài)。電池電壓降低到過(guò)充電解除電壓 以下并持續(xù)了一段過(guò)放保護(hù)時(shí)間，就會(huì)解除過(guò)充電狀態(tài)，恢復(fù)為正常狀態(tài)。

2.過(guò)放電狀態(tài)：電池電壓降低到 過(guò)放電壓， 以下并持續(xù)了一段過(guò)放延時(shí)時(shí)間 ， DO 端子的輸出就會(huì)反轉(zhuǎn)，將放電控制 MOS 管關(guān)斷，停止放電，這就稱 為過(guò)放電狀態(tài)。電池電壓上升到過(guò)放電解除電壓 以上并持續(xù)了一段時(shí)間 就會(huì)解除過(guò)放電狀態(tài)，恢復(fù)為正常狀態(tài)。

3.過(guò)放電流保護(hù)狀態(tài)：電池處于放電狀態(tài)時(shí)，VM 端電壓隨著放電電流的增大而增大，當(dāng) VM 端電壓高于 VEC 并持續(xù)了一段時(shí)間 放電過(guò)流保護(hù)電壓，芯片認(rèn)為出 現(xiàn)了放電過(guò)流；當(dāng) VM 端電壓高于 短路保護(hù)電壓， 并持續(xù)了一段短路延時(shí)時(shí)間 ，芯片認(rèn)為出現(xiàn)了短路。上述 2 種狀態(tài)任意一種狀態(tài)出現(xiàn) 后，DO 端子的輸出就會(huì)反轉(zhuǎn)，將放電控制 MOS 管關(guān)斷，停止放電。

4.充電過(guò)流檢測(cè)：正常工作狀態(tài)下的電池，在充電過(guò)程中，如果 VM 端子電壓低于充電過(guò)流檢測(cè)電壓，并且這種狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間超過(guò)充 電過(guò)流檢測(cè)延遲時(shí)間，則關(guān)閉充電控制用的 MOSFET，停止充電，這個(gè)狀態(tài)稱為充電過(guò)流狀態(tài)。進(jìn)入充電過(guò)流檢測(cè)狀態(tài) 后，如果斷開(kāi)充電器使 VM 端子電壓高于充電過(guò)流檢測(cè)電壓時(shí)，充電過(guò)流狀態(tài)被解除，恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

5. 0V 充電功能：此功能用于對(duì)已經(jīng)自放電到 0V 的電池進(jìn)行再充電。當(dāng)連接在電池正極(P+)和電池負(fù)極(P-)之間的充電器電壓，高于向 0V 電池充電的充電器起始電壓時(shí)，充電控制用 MOSFET 的門極固定為 VDD 端子的電位，由于充電器電壓使 MOSFET 的 門極和源極之間的電壓差高于其導(dǎo)通電壓，充電控制用 MOSFET 導(dǎo)通(CO 端子打開(kāi))，開(kāi)始充電。這時(shí)，放電控制 MOSFET 仍 然是關(guān)斷的，充電電流通過(guò)其內(nèi)部寄生二極管流過(guò)。當(dāng)電池電壓高于過(guò)放電檢測(cè)電壓(VOD)時(shí)，IC 進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

手機(jī)鋰電池保護(hù)電路圖

下圖是單節(jié)鋰電池保護(hù)電路，T1為控制IC，T2為雙場(chǎng)效應(yīng)管?？刂艻C的“Cout”為充電控制腳，“Dout”為放電控制腳。

為便于理解把雙場(chǎng)效應(yīng)管分開(kāi)來(lái)畫如下圖：正常狀態(tài)下控制IC的“Cout”與“Dout”腳都輸出高電壓，兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管都導(dǎo)通，電路可自由充電和放電，此狀態(tài)為正常工作狀態(tài)。

當(dāng)充電過(guò)充時(shí)，鋰電池端電壓超過(guò)4.28V（該值由控制IC設(shè)定），“Cout”腳輸出低電平，使Q2斷開(kāi)，雖二極管D1及Q1導(dǎo)通，但Q2截止及二極管D2反偏，迫使充電停止，防止了過(guò)充，由于有D2的存在，使放電不受影響。

當(dāng)放電回路短路時(shí)，Q2的S2端壓降會(huì)變大，當(dāng)大于0.9V時(shí)，通過(guò)R2反饋至控制IC的2腳，控制IC的“Dout”輸出低電平，關(guān)斷MOSFET管Q1，使放電迅速停止，保護(hù)了鋰電池。

過(guò)流保護(hù)取樣也是反饋至2腳，只是保護(hù)邏輯與短路保護(hù)稍有不同，當(dāng)U>0.9V時(shí)迅速關(guān)斷，延時(shí)極短，當(dāng)U>0.1V時(shí)，需持續(xù)一段時(shí)間再關(guān)斷，延時(shí)稍長(zhǎng)避免了誤觸發(fā)。

當(dāng)過(guò)放電時(shí)，鋰電池端電壓<2.3V，“Dout”腳輸出低電平，Q1關(guān)斷，放電停止，由于有二極管D1的存在不影響充電。短路、過(guò)流、過(guò)放，關(guān)斷的是Q1。

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