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

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。

在控制IC檢測到電池電壓(ya)超過(guo)4.28V至發出(chu)關(guan)斷V2信號之間，還有(you)一段延時時間，該延時時間的長短由C3決定，通常設為1秒左右(you)，以避免(mian)因干擾而造(zao)成(cheng)誤判斷。

3、過放(fang)電(dian)保(bao)護

電(dian)(dian)(dian)池(chi)在對外(wai)部負(fu)載放(fang)電(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)中，其電(dian)(dian)(dian)壓會隨著放(fang)電(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程(cheng)逐(zhu)漸降(jiang)(jiang)低(di)，當(dang)電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)壓降(jiang)(jiang)至(zhi)2.5V時，其容量已被完全(quan)放(fang)光(guang)，此時如果讓電(dian)(dian)(dian)池(chi)繼續對負(fu)載放(fang)電(dian)(dian)(dian)，將造(zao)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)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。

由于在過(guo)放電(dian)(dian)保護(hu)狀態下電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓不(bu)能再降低(di)，因此要(yao)求保護(hu)電(dian)(dian)路的消耗(hao)電(dian)(dian)流極小，此時控制IC會進入低(di)功耗(hao)狀態，整個保護(hu)電(dian)(dian)路耗(hao)電(dian)(dian)會小于0.1μA。

在控制IC檢測到電(dian)池電(dian)壓(ya)低(di)于2.3V至發(fa)出關斷(duan)(duan)V1信號之間(jian)(jian)，也有一段(duan)延(yan)時(shi)時(shi)間(jian)(jian)，該延(yan)時(shi)時(shi)間(jian)(jian)的長短(duan)由C3決定，通常設為100毫秒左右，以避(bi)免因干擾而造成(cheng)誤判斷(duan)(duan)。

4、過電(dian)流(liu)保護

由(you)于鋰(li)離子電(dian)池的化學特性，電(dian)池生產(chan)廠家規定了其放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)最大(da)不能超過(guo)2C（C=電(dian)池容(rong)量/小時），當電(dian)池超過(guo)2C電(dian)流(liu)放(fang)電(dian)時，將會(hui)導致電(dian)池的永久性損壞(huai)或(huo)出(chu)現安全(quan)問(wen)題。

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池在對負(fu)載正常(chang)放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)過程中，放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)在經過串聯的(de)2個MOSFET時(shi)，由(you)于MOSFET的(de)導(dao)通(tong)阻抗，會(hui)在其兩(liang)端(duan)產生一個電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)，該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)值(zhi)U=I*RDS*2, RDS為(wei)(wei)單個MOSFET導(dao)通(tong)阻抗，控(kong)制(zhi)IC上的(de)“V-"腳對該(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)值(zhi)進行檢測(ce)，若負(fu)載因(yin)某種原因(yin)導(dao)致(zhi)異常(chang)，使回路(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)增大(da)(da)，當回路(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)大(da)(da)到使U>0.1V（該(gai)值(zhi)由(you)控(kong)制(zhi)IC決(jue)定，不同(tong)的(de)IC有不同(tong)的(de)值(zhi)）時(shi)，其“DO"腳將由(you)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)轉(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)零電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)，使V1由(you)導(dao)通(tong)轉(zhuan)為(wei)(wei)關斷，從(cong)而切斷了放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回路(lu)，使回路(lu)中電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)為(wei)(wei)零，起到過電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)保護作用。

在控(kong)制IC檢測(ce)到過電流(liu)發(fa)生至發(fa)出關斷(duan)V1信號之間，也有(you)一(yi)段延時時間，該延時時間的長短(duan)由C3決定，通常為13毫秒左右，以避免(mian)因(yin)干擾而造成誤判(pan)斷(duan)。

在(zai)上述控制過程中可(ke)知，其(qi)過電流檢測值(zhi)大小不僅取決(jue)于(yu)控制IC的控制值(zhi)，還取決(jue)于(yu)MOSFET的導(dao)(dao)通(tong)阻(zu)抗(kang)，當MOSFET導(dao)(dao)通(tong)阻(zu)抗(kang)越(yue)大時，對同(tong)樣的控制IC，其(qi)過電流保護值(zhi)越(yue)小。

5、短路保(bao)護

電(dian)(dian)(dian)池在(zai)對負載放(fang)電(dian)(dian)(dian)過程中(zhong)，若回路(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)大到(dao)使U>0.9V（該值(zhi)由(you)控制IC決定，不(bu)同(tong)的IC有不(bu)同(tong)的值(zhi)）時(shi)，控制IC則判(pan)斷為(wei)負載短(duan)(duan)路(lu)，其“DO"腳將迅(xun)速(su)由(you)高電(dian)(dian)(dian)壓轉變為(wei)零(ling)電(dian)(dian)(dian)壓，使V1由(you)導通(tong)轉為(wei)關斷，從而切斷放(fang)電(dian)(dian)(dian)回路(lu)，起到(dao)短(duan)(duan)路(lu)保護(hu)作用。短(duan)(duan)路(lu)保護(hu)的延(yan)(yan)時(shi)時(shi)間(jian)極短(duan)(duan)，通(tong)常小于7微秒。其工作原理與過電(dian)(dian)(dian)流(liu)保護(hu)類似，只是判(pan)斷方法不(bu)同(tong)，保護(hu)延(yan)(yan)時(shi)時(shi)間(jian)也不(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(ke)技的(de)發展，便攜式設備的(de)體(ti)積越(yue)做越(yue)小(xiao)，而隨著這種趨勢(shi)，對鋰離子(zi)電(dian)池(chi)的(de)保(bao)護電(dian)路體(ti)積的(de)要求(qiu)也越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)，在這兩年已(yi)出現(xian)了將(jiang)控制IC和MOSFET整(zheng)合(he)成(cheng)一顆保(bao)護IC的(de)產品(pin)，如(ru)DIALOG公司的(de)DA7112系(xi)列，有的(de)廠家甚(shen)至將(jiang)整(zheng)個保(bao)護電(dian)路封(feng)裝(zhuang)成(cheng)一顆小(xiao)尺寸的(de)IC，如(ru)MITSUMI公司的(de)產品(pin)。