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(chong)電保護

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(zai)控制IC檢測到電池電壓超(chao)過4.28V至(zhi)發出(chu)關(guan)斷V2信號之間，還有一段延時時間，該延時時間的長短(duan)由C3決定，通常設為(wei)1秒左右，以避免(mian)因(yin)干擾而造成誤判斷。

3、過(guo)放電(dian)保護

電(dian)池在對(dui)外(wai)部負載放電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)中，其電(dian)壓會隨(sui)著放電(dian)過(guo)程(cheng)(cheng)逐漸降低，當電(dian)池電(dian)壓降至2.5V時(shi)，其容(rong)量(liang)已被完(wan)全放光，此時(shi)如果讓電(dian)池繼續對(dui)負載放電(dian)，將造成電(dian)池的永久性(xing)損(sun)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。

由于在(zai)過放電(dian)保護(hu)狀態下電(dian)池電(dian)壓不能再降低(di)，因此(ci)(ci)要求保護(hu)電(dian)路的消耗電(dian)流極小(xiao)(xiao)，此(ci)(ci)時控制IC會(hui)進入低(di)功耗狀態，整個保護(hu)電(dian)路耗電(dian)會(hui)小(xiao)(xiao)于0.1μA。

在控制IC檢測到電池(chi)電壓(ya)低于2.3V至發(fa)出關斷V1信號(hao)之間(jian)，也(ye)有一段(duan)延(yan)時時間(jian)，該延(yan)時時間(jian)的長短由C3決(jue)定，通(tong)常設(she)為100毫秒(miao)左右，以避免因干擾而(er)造成(cheng)誤判斷。

4、過(guo)電(dian)流保護

由(you)于鋰離子電(dian)池(chi)的化學特性，電(dian)池(chi)生產廠家(jia)規定了其(qi)放電(dian)電(dian)流最(zui)大不能超(chao)過2C（C=電(dian)池(chi)容量/小時），當電(dian)池(chi)超(chao)過2C電(dian)流放電(dian)時，將會導(dao)致電(dian)池(chi)的永(yong)久性損壞(huai)或(huo)出現(xian)安全問題。

電(dian)(dian)池在(zai)對(dui)負載(zai)正常(chang)放(fang)電(dian)(dian)過程中(zhong)，放(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)在(zai)經(jing)過串聯的(de)(de)2個MOSFET時(shi)，由(you)于MOSFET的(de)(de)導(dao)通(tong)阻抗，會在(zai)其(qi)(qi)兩端產(chan)生一個電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，該電(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)U=I*RDS*2, RDS為(wei)單個MOSFET導(dao)通(tong)阻抗，控制IC上的(de)(de)“V-"腳對(dui)該電(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)進行檢(jian)測，若負載(zai)因(yin)某種原因(yin)導(dao)致異常(chang)，使回路(lu)電(dian)(dian)流(liu)增(zeng)大(da)，當回路(lu)電(dian)(dian)流(liu)大(da)到使U>0.1V（該值(zhi)由(you)控制IC決(jue)定，不同的(de)(de)IC有(you)不同的(de)(de)值(zhi)）時(shi)，其(qi)(qi)“DO"腳將由(you)高電(dian)(dian)壓(ya)(ya)轉(zhuan)變為(wei)零電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，使V1由(you)導(dao)通(tong)轉(zhuan)為(wei)關斷，從而切斷了放(fang)電(dian)(dian)回路(lu)，使回路(lu)中(zhong)電(dian)(dian)流(liu)為(wei)零，起(qi)到過電(dian)(dian)流(liu)保(bao)護作用。

在控制IC檢測到(dao)過電流發生至發出關斷V1信號之間(jian)，也有一段(duan)延時(shi)時(shi)間(jian)，該延時(shi)時(shi)間(jian)的(de)長短由C3決(jue)定，通常為13毫秒左右(you)，以避免因干擾而造成誤判斷。

在上述控(kong)制(zhi)過(guo)程中可知，其過(guo)電流(liu)檢測值大小(xiao)不僅取決于(yu)控(kong)制(zhi)IC的(de)控(kong)制(zhi)值，還取決于(yu)MOSFET的(de)導通(tong)阻抗，當MOSFET導通(tong)阻抗越大時，對同樣的(de)控(kong)制(zhi)IC，其過(guo)電流(liu)保護值越小(xiao)。

5、短路保護

電(dian)(dian)(dian)池在對(dui)負載放電(dian)(dian)(dian)過程中(zhong)，若回路電(dian)(dian)(dian)流大到(dao)使U>0.9V（該值由控(kong)制(zhi)IC決定，不(bu)(bu)同(tong)的(de)IC有(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)值）時(shi)，控(kong)制(zhi)IC則判(pan)斷(duan)為(wei)負載短(duan)路，其(qi)“DO"腳將迅速由高電(dian)(dian)(dian)壓轉變為(wei)零電(dian)(dian)(dian)壓，使V1由導通轉為(wei)關斷(duan)，從(cong)而切斷(duan)放電(dian)(dian)(dian)回路，起(qi)到(dao)短(duan)路保護(hu)作(zuo)用。短(duan)路保護(hu)的(de)延時(shi)時(shi)間極短(duan)，通常(chang)小于7微秒。其(qi)工作(zuo)原理與過電(dian)(dian)(dian)流保護(hu)類似，只是判(pan)斷(duan)方法不(bu)(bu)同(tong)，保護(hu)延時(shi)時(shi)間也不(bu)(bu)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)發展，便攜式設備的(de)體(ti)積(ji)越(yue)(yue)做越(yue)(yue)小，而隨著這(zhe)(zhe)種趨勢，對鋰(li)離子電(dian)池的(de)保(bao)護(hu)電(dian)路體(ti)積(ji)的(de)要(yao)求也(ye)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)小，在這(zhe)(zhe)兩年已(yi)出現了將控制(zhi)IC和MOSFET整合成一顆保(bao)護(hu)IC的(de)產品，如(ru)DIALOG公(gong)司(si)的(de)DA7112系列，有的(de)廠(chang)家甚至(zhi)將整個保(bao)護(hu)電(dian)路封裝成一顆小尺寸的(de)IC，如(ru)MITSUMI公(gong)司(si)的(de)產品。