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(zhuang)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、過充電保護(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檢測到電池電壓(ya)超(chao)過4.28V至發出關斷V2信號之(zhi)間，還有一段延時(shi)(shi)時(shi)(shi)間，該延時(shi)(shi)時(shi)(shi)間的長短由C3決定(ding)，通常設為1秒左(zuo)右，以避免因干擾(rao)而(er)造成誤判斷。

3、過放電保(bao)護

電(dian)(dian)池在(zai)對(dui)外(wai)部負載放(fang)(fang)電(dian)(dian)過程中(zhong)，其電(dian)(dian)壓會(hui)隨著放(fang)(fang)電(dian)(dian)過程逐漸降低，當電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓降至2.5V時，其容量已被完全放(fang)(fang)光，此(ci)時如果(guo)讓電(dian)(dian)池繼續(xu)對(dui)負載放(fang)(fang)電(dian)(dian)，將(jiang)造成電(dian)(dian)池的永久性損壞。

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)(dian)保(bao)護(hu)(hu)狀態下電(dian)(dian)池電(dian)(dian)壓不能再降低(di)，因此要求保(bao)護(hu)(hu)電(dian)(dian)路的消耗電(dian)(dian)流極小(xiao)，此時控制IC會進入低(di)功(gong)耗狀態，整個保(bao)護(hu)(hu)電(dian)(dian)路耗電(dian)(dian)會小(xiao)于(yu)0.1μA。

在控制IC檢測到電池電壓(ya)低于2.3V至發(fa)出關斷(duan)V1信(xin)號之間(jian)，也有一(yi)段延(yan)時時間(jian)，該(gai)延(yan)時時間(jian)的(de)長短由C3決定，通常設(she)為100毫秒左右，以避免(mian)因干擾而造成(cheng)誤判斷(duan)。

4、過電(dian)流保(bao)護

由于鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)的化學(xue)特性，電(dian)池(chi)生產廠(chang)家規定了其放(fang)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(fang)電(dian)時，將(jiang)會導致(zhi)電(dian)池(chi)的永久性損壞或出現安全(quan)問題。

電(dian)(dian)(dian)池在(zai)對(dui)(dui)負(fu)載正常放電(dian)(dian)(dian)過程中，放電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流在(zai)經過串聯的2個(ge)(ge)MOSFET時，由(you)(you)于MOSFET的導(dao)通(tong)阻(zu)抗，會在(zai)其兩(liang)端產生一個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，該電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)值U=I*RDS*2, RDS為(wei)(wei)單個(ge)(ge)MOSFET導(dao)通(tong)阻(zu)抗，控制IC上的“V-"腳對(dui)(dui)該電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)值進行檢(jian)測，若負(fu)載因(yin)某種原因(yin)導(dao)致異(yi)常，使回路電(dian)(dian)(dian)流增大，當回路電(dian)(dian)(dian)流大到使U>0.1V（該值由(you)(you)控制IC決(jue)定(ding)，不同的IC有不同的值）時，其“DO"腳將由(you)(you)高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)轉(zhuan)(zhuan)變為(wei)(wei)零電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，使V1由(you)(you)導(dao)通(tong)轉(zhuan)(zhuan)為(wei)(wei)關斷，從而切斷了放電(dian)(dian)(dian)回路，使回路中電(dian)(dian)(dian)流為(wei)(wei)零，起到過電(dian)(dian)(dian)流保護作用。

在控制IC檢(jian)測到(dao)過電流發(fa)生至發(fa)出關斷(duan)V1信號之(zhi)間，也有一段延時(shi)時(shi)間，該延時(shi)時(shi)間的長短由C3決定(ding)，通常為(wei)13毫秒左右，以(yi)避免因(yin)干擾(rao)而造成誤判斷(duan)。

在上述控(kong)(kong)制(zhi)過程中可知，其過電流(liu)檢測值(zhi)大小(xiao)不僅取(qu)決于控(kong)(kong)制(zhi)IC的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)值(zhi)，還取(qu)決于MOSFET的(de)(de)導通阻抗，當MOSFET導通阻抗越(yue)大時，對(dui)同樣的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)IC，其過電流(liu)保(bao)護值(zhi)越(yue)小(xiao)。

5、短路保護(hu)

電(dian)池(chi)在對負載放電(dian)過程中，若回(hui)路電(dian)流(liu)(liu)大到使U>0.9V（該(gai)值(zhi)由(you)控制IC決定，不(bu)(bu)同(tong)的(de)IC有不(bu)(bu)同(tong)的(de)值(zhi)）時(shi)，控制IC則判(pan)斷(duan)為(wei)(wei)負載短(duan)(duan)路，其(qi)“DO"腳將迅速由(you)高電(dian)壓(ya)轉變為(wei)(wei)零電(dian)壓(ya)，使V1由(you)導(dao)通(tong)轉為(wei)(wei)關(guan)斷(duan)，從(cong)而切斷(duan)放電(dian)回(hui)路，起(qi)到短(duan)(duan)路保(bao)護(hu)(hu)作用。短(duan)(duan)路保(bao)護(hu)(hu)的(de)延時(shi)時(shi)間極短(duan)(duan)，通(tong)常(chang)小于7微秒。其(qi)工作原理與(yu)過電(dian)流(liu)(liu)保(bao)護(hu)(hu)類似，只(zhi)是判(pan)斷(duan)方法不(bu)(bu)同(tong)，保(bao)護(hu)(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(zhu)科技的(de)發展，便攜式設備的(de)體積越(yue)做越(yue)小(xiao)，而隨著(zhu)這種趨勢，對鋰(li)離子電池的(de)保(bao)護電路(lu)體積的(de)要求(qiu)也越(yue)來越(yue)小(xiao)，在(zai)這兩(liang)年已出現了將控(kong)制(zhi)IC和MOSFET整合成一顆(ke)保(bao)護IC的(de)產(chan)品，如DIALOG公司的(de)DA7112系列，有的(de)廠家甚至(zhi)將整個保(bao)護電路(lu)封裝成一顆(ke)小(xiao)尺(chi)寸(cun)的(de)IC，如MITSUMI公司的(de)產(chan)品。