锂离子电池以及保护电路
深入剖析锂电池保护电路工作原理
深入剖析锂电池保护电路工作原理1. 锂离子电池介绍锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂离子电池电压范围2.8V~4.2V，典型电压3.7V，低于2.8V或者高于4.2V，电池都会有损坏风险。
2. 1C和0.1C的概念电池容量的单位是mAh，C指的是电池充放电的倍率，比如一个2000mAh的电池，以1C放电指的是放电电流大小为2000mA，0.1C为200mA，充电也是同样的道理。
3. 锂离子电池的优缺点锂离子电池的主要优点：锂离子电池电压高，能量密度高；循环寿命长，一般可循环500，甚至达到1000次以上；自放电小，室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右；可快速充电，1C充电时容量可以达到标称的80%；工作温度范围宽，一般为-25~45°C，后面有望突破-40-70°C；没有Ni-Cd、Ni-Mh一样的记忆效应，在充电前不必将剩余电量用完；相比较Ni-Cd、Ni-Mh来说环保无污染（不含镉，汞等重金属）；锂离子电池的主要缺点：成本高；需要加保护电路板，包括过充和过放保护；不能大电流放电，一般放电电流在0.5C以下，过大的电流导致电池内部发热；安全性差，容易爆炸、起火。
4. 锂电池和锂离子电池的区别锂电池和锂离子电池是两个不同的概念，主要有如下的区别：锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂；锂离子电池是以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子；锂电池也称一次锂电池，可以连续放电，也可以间歇放电，一旦电能耗尽便不能再用，不能进行充电；锂离子电池也称二次锂电池，可以充放电；5. 锂离子电池充电模式锂离子电池理想充电模式被称为CC CV模式，即恒流恒压模式。
最新智能型锂电池保护板电路的设计与实现
智能型锂电池保护板电路的设计与实现摘要锂离子电池因储能容量大、使用寿命长、清洁环保、能量体积比大等众多优点，所以在各行各业被广泛使用，逐渐成为了电池的主流产品。
然而因锂电池的能量密度高，也使得难以确保其安全性，所以需要相匹配的电池保护电路来确保电池以及使用设备的安全。
本文介绍了通过锂离子电池的充放电特点设计一种支持多种规格锂电池及电池组的保护电路的详细过程。
本文以锂电池的充放电特点作为研究主体，详细阐述了作者在学士学位论文工作期间对锂电池充放电过程中对其保护的研究与设计。
介绍了锂电池的特点以及其保护电路的发展现状及趋势，其次说明了锂电池的充放电的概念、原理、制定目标设计参数以及保护电路的设计过程、实现方法。
设计过程中，首先提出三种可行性方案，并通过理论分析进行方案筛选，确定由精工电子的电源管理芯片S-8209为核心构成的设计方案。
然后通过对S-8209进行Pspice建模并仿真，验证其功能并为设计方案提供理论基础。
然后绘制电路图，并施以改进优化设计方案。
最后进行锂电池保护电路的调试，并对毕业设计期间的工作作出总结。
关键词：锂电池保护电路电池组Pspice建模S-8209The Design and Implementation Of Intelligent Lithium-ion Battery ProtectionCircuitAbstractLithium-ion battery is widely used in almost all walks of life, because of its large capacity, long useful life, environment friendly and large volume ratio of energy. It is becoming the mainstream products of battery. But its high volume ratio of energy is also the unstable caution of security. So it is necessary to match the battery protection circuitry to ensure the safety of the battery and the equipment of using the battery.This article describes the adoption of lithium-ion battery charge and discharge characteristics of a variety of specifications to design a lithium battery group and battery protection circuit.In this paper, the charge and discharge characteristics of lithium battery as a research subject during the process. This article introduces the characteristics of lithium battery and its protection circuit development and trend, followed by shows the principles of lithium battery charge and discharge. And then make the design settings. During the design process, firstly proposed various of design options. Through theoretical analysis to determine the program, selected Seiko electronic power management IC S-8209 to achieve the design. Then carried out on the S-8209 Pspice model and simulation to verify its functionality and provide a theoretical basis for the design. Then draw the circuit diagram, and helping to improve optimization design. Finally, debug the lithium battery protection circuit and summary my work during the graduation project.Keywords: Lithium-ion battery Battery protection circuit Pspice-modeling Lithium-ion battery group S-8209目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题的研究方向和发展前景 (2)1.2.1锂电池保护电路的现状 (2)1.2.2 锂电池保护电路的发展前景 (3)1.3 选题的目的和意义 (4)1.4 设计要求 (5)1.5 主要工作及流程 (7)2 技术背景及方案选择 (8)2.1 锂电池的介绍 (8)2.1.1 锂电池简介 (8)2.1.2 锂电池的特点 (9)2.1.3 锂电池的充电原理 (11)2.1.4 锂电池的放电原理 (12)2.1.5 锂电池的工作过程 (13)2.1.6 锂电池保护的必要性 (13)2.2 锂电池充电器的介绍 (14)2.2.1 锂电池充电器简介 (14)2.2.2 恒流——恒压式锂电池充电器 (15)2.3 Pspice仿真软件的介绍 (17)2.3.1 Pspice的发展与现状 (17)2.3.2 Pspice的组成 (18)2.3.3 Pspice的分析功能 (19)2.3.4 使用Pspice建立仿真模型 (20)2.4 实现方案的选择 (21)2.4.1 方案介绍 (21)2.4.2 方案的对比与选择 (22)2.4.3 方案存在的问题 (24)3 设计实现 (24)3.1 原理分析 (24)3.1.1 整体实现原理 (24)3.1.2 各部分功能的实现方法 (25)3.1.3 S-8209的性能指标 (27)3.1.4 S-8209功能原理分析 (29)3.1.5 S-8209的典型电路原理 (31)3.2 使用Pspice进行仿真 (34)3.2.1 仿真的意义及作用 (34)3.2.2 对S-8209芯片建立仿真模型 (35)3.2.3 锂电池保护电路的仿真 (37)3.3锂电池保护电路的制作 (41)3.3.1 设计电路 (41)3.3.2 确定选用元件的型号及参数 (42)3.3.3 绘制PCB电路板 (43)4 总结 (45)4.1 实际电路测试 (45)4.2 理论与实际对比分析 (45)4.3 经验总结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (51)附1Pspice仿真描述语句 (51)附2 锂电池保护电路电路图 (52)附3 锂电池保护电路实物图 (54)外文资料翻译及原文 (55)1 绪论1.1 课题研究背景锂离子电池因储能容量大、使用寿命长、清洁环保、能量体积比大等众多优点，所以在各行各业被广泛使用，逐渐成为了电池的主流产品。
电池安全机理
电池安全机理
电池的安全机理涉及到锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池等不同种类的电池。
以下是锂离子电池的安全机理：
1. 电池过充保护机制：锂离子电池内部有过充保护电路，当电池充电到一定电压时，保护电路会自动切断电池的充电，以防止电池过充导致发生膨胀、爆炸等安全问题。
2. 电池过放保护机制：锂离子电池内部有过放保护电路，当电池电量过低时，保护电路会自动切断电池的放电，以防止电池过放导致电池损坏或电池内部出现过热等问题。
3. 温度保护机制：锂离子电池内部有温度传感器，当电池过热时，保护电路会自动切断电池的充电和放电，避免进一步加剧电池的温度升高。
4. 短路保护机制：锂离子电池内部有短路保护电路，当电池两极短路或出现外部短路时，保护电路会迅速切断电池的充放电，以防止大电流通过导致电池过热或引发火灾等安全问题。
5. 电池包装设计：锂离子电池通常采用金属壳体进行包装，金属壳体能够提供一定的机械强度和防护作用，减少外部冲击对电池的影响。
此外，一些电池还有防火阻燃材料的应用，以提高电池的安全性能。
需要注意的是，虽然锂离子电池具有以上的安全机制，但如果不正确地使用或处理，如过度充电、过度放电、暴露于高温环
境或机械损伤等，仍然可能导致电池的安全问题。
因此，正确使用和妥善处理电池是确保电池安全的重要环节。
1.Li+电池保护电路
1. Li+电池保护电路锂离子（Li+）电池虽然具有能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、自放电量较低及单节电池电压高等诸多优点,但在使用时需严格注意过压保护、过放电保护和过流保护,而且对保护电路的精度要求也较高,图1所示电路是利用MAX1666构成的一个完整的Li+ 电池保护器。
MAX1666S/V/X可分别为2节/3节/4节Li+电池组提供保护,其中包括：过充电保护、过放电保护、电池失配保护以及过流保护。
过压检测功能还可有效避免电池组中的任何一节电池出现过充电,当电池电压超出设置门限时,,输出高电平,场效应管Q2、Q3 被断开而终止充电过程,输出低电平,向电池组控制器发出报警信号。
电池最高电压门限由外部电阻R1、R2确定,其可设置范围为4V～4.4V。
欠压检测电路可用于防止电池出现过放电现象,当检测到电池电压低于所设置门限时,UVO,,输出高电平,保持低电平,开关管Q3、Q1 开路,Q2导通,电池处于涓流充电状态,使电池电压得以恢复。
电池低电压检测门限可通过R3、R4设置,设置范围为2V～3V。
当电池组中任意两节失配时,、、U-VO和均为高电平,相应的开关管Q1～Q3均断开,为低电平从而向控制器发出中断信号。
适配电压检测门限可由R5、R6设置。
2. 结构紧凑的Li+电池充电器锂离子电池（Li+）以其高能量密度和高性能被广泛应用于手机、PDA、笔记本电脑等产品中。
图2所示电路是一种结构紧凑的单节 Li+电池充电电路,图中的墙上适配器为6VDC/800mA限流型电压源,MAX1679内置充电终止检测电路和充电过程控制器, 插入电池或给充电器上电都将启动一次充电过程。
一次完整的充电过程包括：①初始化充电过程;在该过程中系统以较小的充电电流为电池充电, 以使用率电池电压大于2.5V。
如果温度范围超出2.5℃到47.5℃,充电器则处于等待状态。
②快充过程;当快充开始后,MAX1679打开外接的P 沟道场效应管,快充电流由外部限流型充电电源决定。
锂电池过充电、过放电、短路保护电路详解
锂电池过充电、过放电、短路保护电路详解时间：2012-04-23 12:27:18来源：作者：该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01，充、放电控制MOSFET1(内含两只N 沟道MOSFET)等部分组成，单体锂电池接在B+和B-之间，电池组从P+和P-输出电压。
充电时，充电器输出电压接在P+和P-之间，电流从P+到单体电池的B+和B-，再经过充电控制MOSFET到P-。
在充电过程中，当单体电池的电压超过4.35V时，专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。
放电过程中，当单体电池的电压降到2.30V时，DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，DW01的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制MOSFET的导通压降剧增，CS脚电压迅速升高，DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断，从而实现过电流或短路保护。
二次锂电池的优势是什么?1. 高的能量密度2. 高的工作电压3. 无记忆效应4. 循环寿命长5. 无污染6. 重量轻7. 自放电小锂聚合物电池具有哪些优点?1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2. 可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm。
3. 电池可设计成多种形状4. 电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右5. 可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
7. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍IEC规定锂电池标准循环寿命测试为:电池以0.2C放至3.0V/支后1. 1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V(一个循环)反复循环500次后容量应在初容量的60%以上国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为(IEC无相关标准).电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后,以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20+_5下储存28天后,再以0.2C放电至2.75V计算放电容量什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少?自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。
锂电池保护电路设计方案
锂电池保护电路设计方案锂电池材料构成及性能探析首先我们来了解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。
这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。
其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。
因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。
负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。
而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。
在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。
对锂离子动力电池尤其如此。
比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。
尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。
放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。
锂离子的移动产生了电流。
这就是锂电池工作的原理。
锂电池充放电管理设计锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。
放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。
锂离子的移动产生了电流。
原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。
虽然锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高，在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。
锂电池的充电过程如图所示。
锂离子电池保护电路基本知识
锂离子电池保护电路1．什么是锂离子电池保护ic答：在锂离子电池使用过程中,过充电、过放电对锂电池的电性能都会造成一定的影响,为避免使用中出现这种现象,专门设计了一套电路,并用微电子技术把它小型化,成为一个芯片,该芯片俗称锂电池保护ic;2．保护ic外形是什么样的答：保护ic外形常用的有两种：一种称为SOT-23-5封装;另一种较薄,称TSSOP-8封装;3．Ic内部有些什么电路,能大概介绍一下吗答：ic内部的简化的逻辑图如下：其各个端口的功能简述如下：V DD：1;IC芯片电源输入端;2．锂电池电压采样点;V SS：1;IC芯片测量电路基准参考点;2．锂电池负极和IC连接点;D O：IC对放电MOS管的输出控制端C O：IC对充电MOS管的输出控制端V M：IC芯片对锂电池工作电流的采样输入端从简化的逻辑图可见：电池过充电、过放电,放电时电流过大过电流,外围电路短路,该ic都会检测出来,并驱动相应的电子器件动作;4．Ic有哪些主要技术指标答：1过充电检测电压：V CU±25mv2过充电恢复电压：V CL±30mv3 过放电检测电压：V DL±80mv4 过放电恢复电压：V DU±5 过电流检测电压：VIOV1±30mvVIOV2±6 短路检测电压：VSHORT7 过充电检测延时：tcu 1s 1 28 过放电检测延时：tdl 125ms 125 2509 过流延时：TioV1 8ms 4 8 16TioV2 2ms 1 2 410短路延时：Tshort 10us 10 50us11正常功耗：10PE 3uA 1 3 6uA12静电功耗：1PDN uA5．锂电池保护电路的PCB板上,除了保护ic外,还需要哪些元件,才能组成一个完整的保护PCB答：还需要作为开关功能用的两只场效应管、若干电阻、电容;6．场效应管是什么样子答：场效应管也称MOS FET,在锂电池保护PCB上,都是成对使用,因此制造商把两只独立的其内部接法如下图：答：MOS FET通常有三只脚,分别称为漏极D、源极S、栅极G;它在电子线路中的功能可用下图简单说明;电平,右图的开关就闭合；电流在之间通过;当栅极G得到的不是高电平,而是低电平,则之间开关看作开路,电流不能通过;8．常听人说MOS FET的内阻是多少、多少,到底什么是MOS FET的内阻答：如上图所示,之间的开关闭合时总存在一定的电阻,这个电阻相当于MOS FET的内阻,一般这个电阻很小,都在10~30mΩ之间;可见,电流通过MOS FET,由于存在内阻,根据欧姆定律,必然存在电压降,从而损耗掉一部份电能,可见MOS FET 的内阻应越小越好;9．除内阻外,MOS管还有哪些主要技术指标答：MOS管有以下主要技术指标：1漏源极耐压值：V DSS 20V2漏栅极耐压值：V DGR20V3栅源极耐压值：V GSS 12V4漏极最大电流I D DC 6APolse 24A5漏源极内阻R DS VGS 2V I D 3A 22mΩ——45mΩVGS I D 3A 19mΩ——30mΩVGS 4V I D 3A 16mΩ——20mΩ10上图中B 是电池,P+、P-是电池块接充电器电源或与手机相接的正负极; 充电状态：充电时,充电电流由P+进入→B+→ MOS 1→MOS 2→P-;在充电的同时,ic 通过V cc 和R 1对电池连续进行测量;当检测到电池电压充电到时这个电压随不同ic 而异,ic 内的过充电检测电路将检测到的这个信号并将它转换成一系列的电平信号,其中的一个低电平信号传送到ic 的输出端CO,促使MOS 2关断,从而终止充电; 放电状态：放电时,放电电流从电池正极B+→P+→负载手机→P-→MOS 2→MOS 1→B-在放电的同时,ic 内的过放检测电路连续测量电池两端的电压,当电池电压随着用电时间的加长而下降到时这个电压值随不同的ic 而异,该检测电路输出信号,使输出端DO 为低电平,从而使MOS 1关断,终止电池放电;在某种特殊情况下,如果电池放电时,电流大于某一额定值,ic 内的过电流检测器会输出一个低电平信号到DO 端,使MOS 1在5~15ms 的时间内关断这个值随不同的电流和不同的MOS 管内阻而异;在极端情况下,P+、P-端发生短路,则ic 内部的短路检测电路,将会检测到这个信号,并将这个信号转换成低电平,输出到DO 端,从而使MOS 1在10~50us 的时间内关闭,从而切断电路;11．ic 的功耗是怎么回事怎样测量答：ic 是一个完整的电子线路,它在工作时要消耗掉一部份电能,当电池块在手机中工作时,ic 将从锂电池中以吸取电能,可见,要求ic 的功耗越小越好;电池电压V CU V CLV DUV DL保护IC 工作时序图ic的功耗是用消耗的电流来度量的,一般这个电流值在3~6uA之间;由电原理图可见,ic通过电阻R1,从电池中吸取电流,因此只要测量出R1两端的电压降V1,根据欧姆定律可算得ic的功耗,电流值为I=V1/R1;12．一般的电池块有四个输出端四个弹簧片接点,能介绍一下各自的功能吗答：一般的电池块外露有四个簧片接点,其中两点是P+、P-,另外两点各有不同;见下图：13．锂电池的保护PCB板有互换性吗答：答案是否定的,主要原因是：1不同的锂电生产厂生产的锂电的性能不一,从而所选用的ic也不一样,主要指过充电检测电压;2采用不同的MOS管由于其内阻不一,所以根据工作电流应选用不同的ic;3识别电阻不一样;14．保护电路的发展方向怎样答：一;向更小型化发展;1．MOS和ic封装在一起称MCPMuIti chip package2．MOS、ic、电阻、电容全部封装在一起称COBChip On Board二．二次保护电路在实际使用锂电池保护电路中,人们发现,由于某些电子元器件的失效,导致整个保护电以上是一节锂电池保护电路的基本概念, 2 、3、4节的锂电池保护电路与此类似;见下图;欢迎各位垂询谢谢。
锂离子电池的基本知识
锂离子电池的基本知识一般而言,电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(pcm)3.外壳即胶壳锂离子电芯是一种新型的电池能源，它不含金属锂，在充放电过程中，只有锂离子在正负极间往来运动，电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh，重量容量密度可以达到125wh。
一、电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此锂离子电芯更加安全稳定。
其反应示意图及基本反应式如下所示：二、电芯的构造锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。
习惯上称为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。
为了区别于传统意义上的锂电池，称之为锂离子电池。
锂离子电池的主要构成:（1）电池盖（2）正极----活性物质为氧化钴锂(钴酸锂)（3）隔膜----一种特殊的複合膜（4）负极----活性物质为碳（5）有机电解液（6）电池壳电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，目前比较先进的负极层状石墨颗粒已採用奈米碳。
根据上述的反应机理，正极採用licoo2、linio2、limn2o2，其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从licoo2拿走xli后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x>时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值，一般充电电压不大于那幺x小于，这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。
负极c6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极licoo2中的li被充到负极c6中，当放电时li回到正极licoo2中，但化成之后必须有一部分li留在负极c6中，心以保证下次充放电li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分li留在负极c6中，一般通过限制放电下限电压来实现。
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锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求.近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙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、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池.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,因内压上升而发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,从而降低可充电次数.保护电路图该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１，充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１（内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ）等部分组成，单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间，电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。
充电时，充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－之间，电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－，再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。
在充电过程中，当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时，专用集成电路ＤＷ０１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。
放电过程中，当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时，ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增，ＣＳ脚电压迅速升高，ＤＷ０１输出信号使充放电控制ＭＯＳＦＥＴ迅速关断，从而实现过电流或短路保护。
锂离子电池的保护电路就是要确保这样的过度充电及放电状态时的安全性,并防止特性劣化.锂离子电池的保护电路是由保护IC及两颗功率MOSFET所构成,其中保护IC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来保护电池,保护IC的功能有过度充电保护、过度放电保护和过电流/短路保护.过度充电保护过度充电保护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,保护IC需检测电池电压,当到达4.25V时(假设电池过充点为4.25V)即激活过度充电保护,将功率MOS由开转为关断,进而截止充电.另外, 还必须注意因噪声所产生的过度充电检出误动作,以免判定为过充保护.因此,需要设定延迟时间,并且延迟时间不能短于噪声的持续时间.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.采用锂电池保护IC可以避免过度放电现象发生,实现电池保护功能.过度放电保护IC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)时将激活过度放电保护,使功率MOSFET由开转变为关断而截止放电,以避免电池过度放电现象发生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅0.1uA.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发生误动作.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.过电流保护IC原理为,当放电电流过大或短路情况发生时,保护IC将激活过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率MOSFET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,计算公式为: 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,则保护电流的大小为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发生误动作.通常在过电流发生后,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.锂电池保护IC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发生过电流(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由开转为关断,实现保护功能.V-(Vdet4过电流检测电压,Vdet4为-0.1V)=I(充电电流)×Rds(on)×22. 过度充电时的锁定模式通常保护IC在过度充电保护时将经过一段延迟时间,然后就会将功率MOSFET关断以达到保护的目的,当锂电池电压一直下降到解除点(过度充电滞后电压)时就会恢复,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.假如锂电保护电路在检测到过度充电保护时有锁定模式,MOSFET将不会变热,且安全性相对提高很多.在过度充电保护之后,只要充电器连接在电池包上,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发生再充电的情形,将充电器移除并连接负载即可恢复充放电的状态.3. 减小保护电路组件尺寸将过度充电和短路保护用的延迟电容集成到到保护IC里面,以减小保护电路组件尺寸.对保护IC性能的要求1. 过度充电保护的高精度化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使之关断而截止充电.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,必须有高精度的检测器,目前检测器的精度为25mV,该精度将有待于进一步提高.2. 降低保护IC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,保护IC 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 关断而截止放电.但此时电池本身仍有自然放电及保护IC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.3. 过电流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求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,因此保护IC应满足耐高压的要求.5. 低电池功耗在保护状态时,其静态耗电流必须要小0.1uA.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,故保护IC需要在0V时也可以实现充电.保护IC发展展望如前所述,未来保护IC将进一步提高检测电压的精度、降低保护IC 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,保护IC不需要集成所有的功能,可根据不同的锂电池材料开发出单一保护IC,如只有过充保护或过放保护功能,这样可以大大减少成本及尺寸.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保护IC、充电电路以及电源管理IC等外围电路与逻辑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集成,即使以特殊技术制成单芯片,恐怕成本将会过高.因此,保护IC的单晶体化将需一段时间来解决.看了不少资料和文章，自己也在研究，但是在锂电池保护电路方面，很难找到不错的探讨专题。
鄙人认为，只有多多讨论，才能一起进步，相信这也是不少同志持有的观点。
那么，鄙人不才，权且当个探路人，先抛两块石头，希望能引出更多大家的言论。
保护电路是专为锂电池这类可再充电的电池设计的,主要提供过充电、过放电和过电流的保护功能,此外还提供从保护状态下恢复的功能,有些还可以提供电池0V充电的功能。
（不知道是否有电路还提供一些其他的功能？？或者说需要一些特殊的功能，但就目前常用的保护电路来说，无法实现？？）锂电池保护电路中，主要组成部分是保护IC和MOSFET，而安全保护IC主要控制回路中充电和放电MOSFET的通断。
这里我只是将一些参数做简单的罗列，并不打算详细说明，也不去罗嗦。
如有漏掉的内容，还请各位补充！（过充保护电压及释放电压: 过放保护电压及释放电压:过充电电流:过放电电流:短路保护电流:过充保护延迟时间:过放保护延迟时间:过充电电流延迟时间:过放电电流延迟时间: 短路保护电流延迟时间:）保护电路的原理如下，也是简单说明，有说得不到之处，还请各位指出：1．在充电过程中,当电芯电压超过安全保护IC的过充电检测电压（4.25—4.3V）,并且这种状态持续且超过安全保护IC的过充电检测延迟时间(1000ms),安全保护IC将断开充电MOSFET以停止充电。
2．在过充电保护状态下,当电芯的电压恢复到安全保护IC的过充电恢复检测电压（4.15—4.2V）以下,并延时一段以后,安全保护IC 将闭合充电MOSFET,使回路恢复到正常状态;或者,电池外加一个负载放电,安全保护IC也将闭合充电MOSFET使回路恢复到正常状态。
3．在放电过程中,当电芯电压低于安全保护IC的过放电检测电压（2.3V）,并且这种状态持续且超过安全保护IC的过放电检测延迟时间（125ms）,安全保护IC将断开放电MOSFET以停止电池放电功能。
4．在过放电保护状态下,当电芯的电压恢复到安全保护IC的过放电恢复检测电压(2.4V)以上,并且电池正负两端有一充电电压触发,安全保护IC将闭合放电MOSFET,使回路恢复到正常状态。
5．过流保护。
当工作电流超出设定值时,由保护IC切断MOSFET 管.等工作电流回归到允许的电压是,重新恢复MOSFET管的导通. 6．短路保护。