锂离子电池保护电路的原理分析

锂离子电池保护电路的原理

锂离子电池（可充型）之所以要保护，是由它本身特性决定的。由于锂离子电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂离子电池组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。锂离子电池的保护功能通常由保护电路板和PTC等电流器件协同完成，保护板是由电子电路组成，在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，及时控制电流回路的通断；PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。

普通锂离子电池保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路导通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。

1.锂离子电池的充电

单节锂离子电池的最高充电终止电压为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子丢失太多而使电池报废。对锂离子电池充电时，应采用专用的恒流、恒压充电器，先恒流充电至锂离子电池两端电压为4.2V后，转入恒压充电模式；当恒压充电电流降至100mA时，应停止充电。

充电电流（mA）可为0.1～1.5倍电池容量，例如：1350mAh的锂离子电池，其充电电流可控制在135mA～2025mA之间。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右，充电时间约为2～3小时。

2.锂离子电池的放电

由于锂离子电池的内部结构原因，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂离子电池不能过放电。

单节锂离子电池的放电终止电压通常为3.0V，最低不能低于2.5V。电池放电时间长短与电池容量、放电电流大小有关。电池放电时间（小时）＝电池容量／放电电流，且锂离子电池放电电流（mA）不应超过电池容量的3倍，例如：1000mAh的锂离子电池，则放电电流应严格控制在3A以内，否则会使电池损坏。