鋰離子電池組電路具有過充電保護、過放電保護、過電流保護與短路保護功能，其工作原理分析如下：

1、正常(chang)狀態(tai)

在正常狀態下電路中N1的“CO"與“DO"腳都輸出高電壓，兩個MOSFET都處于導通狀態，電池可以自由地進行充電和放電，由于MOSFET的導通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導通電阻對電路的性能影響很小。 7|此狀態下保護電路的消耗電流為μA級，通常小于7μA。

2、過充電(dian)保(bao)護(hu)

鋰離子電池要求充電器的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期，為恒流充電，隨著充電過程，電壓會上升到4.2V(根據正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4.1V)，轉為恒壓充電，直至電流越來越小。 電池在被充電過程中，如果充電器電路失去控制，會使電池電壓超過4.2V后繼續恒流充電，此時電池電壓仍會繼續上升，當電池電壓被充電至超過4.3V時，電池的化學副反應將加劇，會導致電池損壞或出現安全問題。

在帶有保護電路的電池中，當控制IC檢測到電池電壓達到4.28V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其“CO"腳將由高電壓轉變為零電壓，使V2由導通轉為關斷，從而切斷了充電回路，使充電器無法再對電池進行充電，起到過充電保護作用。而此時由于V2自帶的體二極管VD2的存在，電池可以通過該二極管對外部負載進行放電。

在控制IC檢(jian)測(ce)到(dao)電池電壓超(chao)過4.28V至發出關斷V2信號之(zhi)間，還(huan)有(you)一段延(yan)時時間，該延(yan)時時間的長(chang)短由(you)C3決定(ding)，通常設為1秒左右(you)，以避(bi)免因干擾(rao)而(er)造成(cheng)誤判斷。

3、過放電保護

電(dian)(dian)池(chi)在對(dui)外部負載放(fang)(fang)電(dian)(dian)過程(cheng)中，其(qi)電(dian)(dian)壓(ya)會隨著放(fang)(fang)電(dian)(dian)過程(cheng)逐漸降低，當(dang)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓(ya)降至2.5V時，其(qi)容(rong)量已被完全放(fang)(fang)光，此時如果(guo)讓電(dian)(dian)池(chi)繼(ji)續對(dui)負載放(fang)(fang)電(dian)(dian)，將造成電(dian)(dian)池(chi)的永久性損壞。

在電池放電過程中，當控制IC檢測到電池電壓低于2.3V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時，其“DO"腳將由高電壓轉變為零電壓，使V1由導通轉為關斷，從而切斷了放電回路，使電池無法再對負載進行放電，起到過放電保護作用。而此時由于V1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過該二極管對電池進行充電。

由于(yu)在過放電(dian)保(bao)護狀(zhuang)態下電(dian)池電(dian)壓不能再(zai)降低，因(yin)此要求保(bao)護電(dian)路(lu)的消耗(hao)電(dian)流(liu)極小，此時控制IC會進入低功耗(hao)狀(zhuang)態，整(zheng)個保(bao)護電(dian)路(lu)耗(hao)電(dian)會小于(yu)0.1μA。

在控制(zhi)IC檢測(ce)到電池電壓低于2.3V至發出關(guan)斷(duan)V1信(xin)號之間(jian)，也有一段(duan)延時(shi)時(shi)間(jian)，該(gai)延時(shi)時(shi)間(jian)的長短由C3決定，通常(chang)設為100毫秒左右，以避(bi)免因(yin)干擾而造成誤判斷(duan)。

4、過電(dian)流保護

由(you)于鋰離子電池(chi)(chi)的(de)化(hua)學(xue)特性(xing)，電池(chi)(chi)生產廠家規(gui)定了其(qi)放電電流最(zui)大(da)不能超過2C（C=電池(chi)(chi)容量/小時），當電池(chi)(chi)超過2C電流放電時，將會導致電池(chi)(chi)的(de)永久性(xing)損壞(huai)或出現(xian)安全問題。

電(dian)(dian)(dian)池在對負(fu)載正常放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中(zhong)，放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)在經過(guo)串聯的(de)2個(ge)MOSFET時，由(you)于MOSFET的(de)導通(tong)阻抗，會在其兩端產生一(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，該(gai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)值(zhi)U=I*RDS*2, RDS為(wei)單個(ge)MOSFET導通(tong)阻抗，控(kong)(kong)制IC上(shang)的(de)“V-"腳對該(gai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)值(zhi)進(jin)行檢測，若負(fu)載因(yin)(yin)某種原因(yin)(yin)導致異常，使回路(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)增大(da)，當(dang)回路(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)大(da)到(dao)使U>0.1V（該(gai)值(zhi)由(you)控(kong)(kong)制IC決(jue)定(ding)，不同(tong)的(de)IC有不同(tong)的(de)值(zhi)）時，其“DO"腳將由(you)高(gao)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)轉變為(wei)零電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，使V1由(you)導通(tong)轉為(wei)關斷(duan)，從而切(qie)斷(duan)了放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)回路(lu)，使回路(lu)中(zhong)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)為(wei)零，起(qi)到(dao)過(guo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)保(bao)護作用。

在控制IC檢(jian)測到過電流發生至發出關斷(duan)V1信號之間，也有一段延(yan)(yan)時(shi)時(shi)間，該延(yan)(yan)時(shi)時(shi)間的長短由(you)C3決定，通常為13毫秒左右(you)，以避免因干擾而造成(cheng)誤判斷(duan)。

在(zai)上(shang)述控(kong)(kong)制過(guo)程中可知，其過(guo)電(dian)流(liu)(liu)檢測值大(da)小不僅取(qu)決(jue)(jue)于控(kong)(kong)制IC的控(kong)(kong)制值，還取(qu)決(jue)(jue)于MOSFET的導(dao)通(tong)阻(zu)抗，當MOSFET導(dao)通(tong)阻(zu)抗越大(da)時，對同樣(yang)的控(kong)(kong)制IC，其過(guo)電(dian)流(liu)(liu)保(bao)護值越小。

5、短路(lu)保(bao)護

電(dian)池在對負載放電(dian)過程(cheng)中，若回(hui)路(lu)電(dian)流(liu)大(da)到(dao)使(shi)U>0.9V（該值(zhi)由控(kong)制IC決定(ding)，不同(tong)的IC有不同(tong)的值(zhi)）時(shi)，控(kong)制IC則(ze)判斷(duan)為負載短(duan)路(lu)，其“DO"腳(jiao)將迅速由高(gao)電(dian)壓轉變為零電(dian)壓，使(shi)V1由導通轉為關(guan)斷(duan)，從而切斷(duan)放電(dian)回(hui)路(lu)，起到(dao)短(duan)路(lu)保護(hu)作(zuo)用。短(duan)路(lu)保護(hu)的延時(shi)時(shi)間極短(duan)，通常小于7微秒。其工(gong)作(zuo)原理與過電(dian)流(liu)保護(hu)類似，只是(shi)判斷(duan)方法不同(tong)，保護(hu)延時(shi)時(shi)間也不一樣。

以上詳細闡述了單節鋰離子電池保護電路的工作原理，多節串聯鋰離子電池的保護原理與之類似，在此不再贅述，上面電路中所用的控制IC為日本理光公司的R5421系列，在實際的電池保護電路中，還有許多其它類型的控制IC，如日本精工的S-8241系列、日本MITSUMI的MM3061系列、臺灣富晶的FS312和FS313系列、臺灣類比科技的AAT8632系列等等，其工作原理大同小異，只是在具體參數上有所差別，有些控制IC為了節省外圍電路，將濾波電容和延時電容做到了芯片內部，其外圍電路可以很少，如日本精工的S-8241系列。 除了控制IC外，電路中還有一個重要元件，就是MOSFET，它在電路中起著開關的作用，由于它直接串接在電池與外部負載之間，因此它的導通阻抗對電池的性能有影響，當選用的MOSFET較好時，其導通阻抗很小，電池包的內阻就小，帶載能力也強，在放電時其消耗的電能也少。

隨著科技的(de)(de)(de)發展，便攜(xie)式設備的(de)(de)(de)體積(ji)(ji)越(yue)做(zuo)越(yue)小，而隨著這(zhe)種(zhong)趨勢，對鋰離子電(dian)池的(de)(de)(de)保(bao)護電(dian)路體積(ji)(ji)的(de)(de)(de)要求也越(yue)來越(yue)小，在這(zhe)兩年已出(chu)現了將控制IC和MOSFET整(zheng)合成一(yi)顆(ke)保(bao)護IC的(de)(de)(de)產(chan)品，如DIALOG公司(si)的(de)(de)(de)DA7112系(xi)列，有的(de)(de)(de)廠家甚至(zhi)將整(zheng)個保(bao)護電(dian)路封裝成一(yi)顆(ke)小尺寸(cun)的(de)(de)(de)IC，如MITSUMI公司(si)的(de)(de)(de)產(chan)品。