1、锂离子电池保护板设计锂离子电池保护器 IC 有适用于单节的及 24 节电池组的。这里介绍这类保护器的要求，并重点介绍单节锂离子电池保护器电路。对锂离子电池保护器的基本要求：1充电时要充满，终止充电电压精度要保护1；2在充、放电过程中不过流，并有短路保护；3到达终止放电电压要禁止继续放电，终止放电电压精度在3左右；4对深度放电的电池（低于终止放电电压）在充电前以涓流方式预充电； 5为了工作稳定可靠，防止瞬态电压变化的干扰，内部有过充电、过放电、 过流保护的延时电路，防止瞬态干扰造成误动作；6在多个串联的电池组充电时，要保护各节电池电压的匹配平衡，匹配精度要求10左右；7自身耗电省（无论在充、放电
2、时保护器都是通电工作的）。单节电池保护器耗电一般小于 10A，多节的一般在 20A 左右；在到达终止放电时，它处于关闭状态，一般耗电 2A 以下；8保护器电路简单，外围元器件少，占空间小，可以做在电池或电池组中。富精单节锂离子电池保护器 DW01这里以富精单节锂离子电池保护器 DW01 为例来说明保护器的电路及工作原理。该器件主要特点：终止充电电压有 4.35V、4.30V 及 4.25V（分别由型号 后缀 A、B、C 表示），充电电压精度可达30mV（0.7）；耗电省，在 3.5V 工作电压时工作电流典型值 7A，到达终止放电后耗电仅 0.2A；有过充、过放、过流保护，并有延时以免瞬态干扰；
3、过放电电压 2.4V，精度3.5；小尺寸 5 管脚 SOT-23 封装；工作温度范围-20+80。 DW01 组成的单节锂离子电池保护电路上图，其内部结构简化图及外部元器件图如下图所示。V1 为控制放电的 MOSFET，V2 为控制充电的MOSFET，R1、C1 用来消除充电器输入电压的纹波及干扰电压，R2 为防止充电器电源接反时保护 CS 端的电阻，R3 为 V2 的偏置电阻，FU 为保险丝，BATT+及 BATT-为电池组的正极和负极（此保护器电路置于电池中）。在正常充、放电时，V1、V2 都导通。充电电流从 BATT+流入，经保险丝向电池充电，经 V1、V2 后由 BATT-流出。正常放
4、电时，电流由 BATT+经负载RL（图 1 中未画出）后，经 BATT-及 V2、V1 流向电池负极，其电流方向与充电电流方向相反。由于 V1、V2 的导通电阻 RDS（ON）极小，因此损耗较小。几种保护的工作状态如下：1过充电保护P1 为控制过充电的带滞后的比较器，R6、R7 组成分压器接在锂离子电池两端，其中间头检测电池的电压并接在 R1 的同相端，P1 的反相端接 1.2V 基准电压。充电时电池电压低于过充电阈值电压时，P1 的反相端电压大于同相端电压，P1 输出低电平，使 Q1 导通，V2 的偏置电阻 R3有电流流过使 V2 也导通（V1 在充电时是导通的），这样形成充电回路。当充电到
5、达并超过充电阈值电压时，P1 同相端电压超过 1.2V，P1 输出高电平，经 100ms 延时后使 Q1 截止，R3 无电压使 V2 截止，充电电路断开，防止过充电。2过放电保护过放电保护电路是由 R4、R5 组成的分压器、带滞后的比较器 P2、100ms 延时电路、或门及由 Q2、Q3 组成的 CMOS 输出电路组成。当电池放电达到 2.4V 时，P2 输出高电平，经延时后使 OD 输出低电平，V1 截止，放电回路断开，禁止放电。3过流保护以放电电流过流保护为例，CS 端为放电电流检测端，它连续地检测放电电流。这是利用 CS 端的电压 VCS 与放电电流 IL 有一定关系，如上图所示。如 果
6、把导通的 V1、V2 看做一个电阻，即 RV1DS（ON）及RV2DS（ON），则放电回路如上图的虚线所示。若忽略 R2 上极小的压降，则 VCS 对地的电压为：VCS=RV1DS（ON）+RV2DS（ON）IL即 VCS 与放电电流 IL 成比例。过流保护电路由比较器 P3、延时电路或门等组成。若放电电流超过设定阈值而使 VCS 超过 0.2V，则 P3 输出高电平，其结果与过放电情况相同使 V2 截止，禁止放电。该器件尚有其他功能，这里不再介绍。有的电路图将 CMOS 集成在一片芯片中，电路形式如下：BOM 如下：序号 元件 号 名称/ 型号( 规格) 封装 生产厂家 数量123 U3 场
7、效应管/TPCS8212 TSSOP-8 TOSHIBA 14 U1 保护 IC/S-8241AAAMC SOT23-5 SEIKO 156 F1 保险丝/0434005.NR 0603 LITTELFUSE 17891011 C312 C1,C2 电容(0.1U,10%,25V) 0603 MURAT0603A 313141516 R1 电阻(470) 117 R2 电阻(1K) 0603 ROHM 11819 R3 NTC(10K) 0603 MITSUBISHI 120212223 PCB板 BLJSKM1(0.4*7.17*24.5) 普通金 ASSUN 12425262728293031备注:所有电阻精度为:5%。
