电池充电保护电路图，电子短路保护电路图

　　下图是锂离子电池保护电路的典型原理图。保护电路由两个MOSFET(V1，V2)，一个控制IC(N1)和一些阻容元件组成。控制IC负责监控电池电压和环路电流，并控制两个MOSFETs的栅极。MOSFETs在电路中起开关作用，分别控制充电回路和放电回路的导通和关断。C3是一种延时电容器，具有过充保护、过放保护、过流保护和短路保护功能。

　　锂电池保护的工作原理

　　 1.正规状态

　　正常状态下，电路中N1的“CO”和“DO”引脚输出高电压，两个MOSFETs都处于导通状态，电池可以自由充放电。由于MOSFET的导通电阻很小，通常小于30 m，其导通电阻对电路的性能影响很小。

　　在这种状态下，保护电路的消耗电流为A，通常小于7 A。

　　 2.过充电保护

　　锂离子电池需要的充电方式是恒流/恒压。充电初期，充电是恒流。随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料的不同，有的电池要求4.1V的恒压值)，然后它会被恒压充电，直到电流越来越小。

　　在给电池充电时，如果充电器电路失控，电池电压超过4.2V后会继续恒流充电，此时电池电压会继续上升。当电池电压充电到4.3V以上时，电池的化学副反应会加剧，导致电池损坏或出现安全问题。

　　在带保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V(这个值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“CO”引脚会从高电压变为零电压，使V2导通变为关断，从而切断充电电路，使充电器无法对电池充电，从而起到过充保护作用。此时，由于V2体二极管VD2的存在，电池可以通过这个二极管对外部负载放电。

　　在控制IC检测到电池电压超过4.28V和关闭V2的信号之间仍然存在时间延迟。这个时间延迟的长短由C3决定，通常设置为1秒左右，以避免干扰造成的误判。

　　 3.过放电保护

　　当电池对外负载放电时，其电压会随着放电过程逐渐降低。当电池电压降至2.5V时，其容量已完全放电。此时，如果电池继续向负载放电，电池将永久损坏。

　　在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V时(这个值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)，其“DO”引脚会从高电压变为零电压，使V1导通变为关断，从而切断放电电路，使电池无法再对负载放电，从而起到过放电保护作用。此时，由于V1的体二极管VD1的存在，充电器可以通过二极管给电池充电。

　　因为在过放电保护状态下电池电压不能降低，所以要求保护电路的电流消耗极低。此时控制IC将进入低功耗状态，整个保护电路的功耗将小于0.1A A。

　　在控制IC检测到电池电压低于2.3V和发送关闭V1的信号之间也有时间延迟。这个时间延迟的长短由C3决定，通常设置为100毫秒左右，以避免干扰造成的误判。

　　 4.过电流保护

　　由于锂离子电池的化学特性，电池厂家规定最大放电电流不得超过2C(C=电池容量/小时)。当电池放电超过2C时，会导致永久性损坏或安全问题。

　　在电池对负载的正常放电过程中，当放电电流通过两个串联的MOSFET时，由于MOSFET的导通电阻，MOSFET两端会产生一个电压。电压值U=I RDS 2，RDS是单个MOSFET的导通电阻。控制IC上的“V-”引脚检测电压值。如果负载由于某种原因异常，回路电流wi

　　在控制IC检测到过电流和关闭V1的信号之间也有时间延迟。这一时间延迟的长短由C3决定，通常约为13毫秒，以避免干扰造成的误判。

　　在上述控制过程中，可以看出其过流检测值的大小不仅取决于控制IC的控制值，还取决于MOSFET的导通电阻。当MOSFET的导通电阻较大时，同一控制IC的过流保护值较小。

　　 5.短路保护

　　在电池向负载放电的过程中，如果回路电流大到U0.9V(这个值是由控制IC决定的，不同的IC有不同的值)，控制IC会判断负载短路，其“DO”引脚会迅速从高电压变为零电压，使V1导通变为关断，从而切断放电回路，起到短路保护作用。短路保护的延迟时间极短，通常小于7微秒。其工作原理与过流保护类似，只是判断方法不同，保护延时时间不同。