鋰電池保護(hù)IC工作原理

 

　　當(dāng)外部充電器對(duì)鋰電池充電時(shí)，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升，需終止充電狀況，此時(shí)保護(hù)IC需檢測(cè)電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)4.25V時(shí)(假設(shè)電池過(guò)充點(diǎn)為4.25V)及激活過(guò)充電保護(hù)，將PowerMOS由ON'OFF，進(jìn)而截止充電。另外，過(guò)充電檢出，因噪聲所產(chǎn)生的誤動(dòng)作也是必須要注意的，以免判定為過(guò)充保護(hù)，因此需要延遲時(shí)間的設(shè)定，而delaytime也不能短于噪聲的時(shí)間。

 

　　1.充電時(shí)的過(guò)電流保護(hù)

 

　　當(dāng)連接充電器進(jìn)行充電時(shí)突然產(chǎn)生過(guò)電流（如充電器損壞），電路立即進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)，此時(shí)Cout將由高轉(zhuǎn)為低，功率MOSFET由開轉(zhuǎn)為切斷，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。

 

　　V-=I&TImes；Rds（on）&TImes；

 

　?。↖是充電電流；Vdet4，過(guò)電流檢測(cè)電壓，Vdet4為-0.1V）

 

　　2.過(guò)度充電時(shí)的鎖定模式

 

　　通常保護(hù)IC在過(guò)度充電保護(hù)時(shí)將經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間，然后就會(huì)將功率MOSFET切斷以達(dá)到保護(hù)的目的，當(dāng)鋰電池電壓一直下降到解除點(diǎn)（過(guò)度充電滯后電壓）時(shí)就會(huì)恢復(fù)，此時(shí)又會(huì)繼續(xù)充電→保護(hù)→放電→充電→放電。這種狀態(tài)的安全性問(wèn)題將無(wú)法獲得有效解決，鋰電池將一直重復(fù)著充電→放電→充電→放電的動(dòng)作，功率MOSFET的柵極將反復(fù)地處于高低電壓交替狀態(tài)，這樣可能會(huì)使MOSFET變熱，還會(huì)降低電池壽命，因此鎖定模式很重要。假如鋰電保護(hù)電路在檢測(cè)到過(guò)度充電保護(hù)時(shí)有鎖定模式，MOSFET將不會(huì)變熱，且安全性相對(duì)提高很多。

 

　　在過(guò)度充電保護(hù)之后，只要充電器連接在電池包上，此時(shí)將進(jìn)入過(guò)充鎖定模式。此時(shí)，即使鋰電池電壓下降也不會(huì)產(chǎn)生再充電的情形，將充電器移除并連接負(fù)載即可恢復(fù)充放電的狀態(tài)。

 

　　3.減少保護(hù)電路組件尺寸

 

　　將過(guò)度充電和短路保護(hù)用的延遲電容器整合在到保護(hù)IC里面，以減少保護(hù)電路組件尺寸。

 

　　保護(hù)IC發(fā)展展望

 

　　如前所述，未來(lái)保護(hù)IC將進(jìn)一步提高檢測(cè)電壓的精密度、降低保護(hù)IC的耗電流和提高誤動(dòng)作防止功能等，同時(shí)充電器連接端子的高耐壓也是研發(fā)的重點(diǎn)。在封裝方面，目前已由SOT23-6逐漸轉(zhuǎn)向SON6封裝，將來(lái)還有CSP封裝，甚至出現(xiàn)COB產(chǎn)品用以滿足現(xiàn)在所強(qiáng)調(diào)的輕薄短小要求。

 

　　在功能方面，保護(hù)IC不需要整合所有的功能，可根據(jù)不同的鋰電池材料開發(fā)出單一保護(hù)IC，如只有過(guò)充保護(hù)或過(guò)放保護(hù)功能，這樣可以大幅減少成本及尺寸。

 

　　當(dāng)然，功能組件單晶體化是不變的目標(biāo)，如目前手機(jī)制造商都朝向?qū)⒈Ｗo(hù)IC、充電電路以及電源管理IC等周邊電路與邏輯IC構(gòu)成雙芯片的芯片組，但目前要使功率MOSFET的開路阻抗降低，難以與其它IC整合，即使以特殊技術(shù)制成單芯片，恐怕成本將會(huì)過(guò)高。因此，保護(hù)IC的單晶體化將需一段時(shí)間來(lái)解決。