電路具有過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù),、過(guò)電流保護(hù)與短路保護(hù)功能,，其工作原理分析如下：

　　1  正常狀態(tài)

　　在正常狀態(tài)下電路中N1的與腳都輸出高電壓，兩個(gè)MOSFET都處于導(dǎo)通狀態(tài),，電池可以自由地進(jìn)行充電和放電,，由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗很小，通常小于30毫歐,，因此其導(dǎo)通電阻對(duì)電路的性能影響很小,。 此狀態(tài)下保護(hù)電路的消耗電流為mA級(jí)，通常小于7mA,。

　　2  過(guò)充電保護(hù)

　　鋰離子電池作為可充電池的一種,，要求的充電方式為恒流/恒壓，在充電初期,，為恒流充電,，隨著充電過(guò)程，電壓會(huì)上升到4.2V（根據(jù)正極材料不同,，有的電池要求恒壓值為4.1V）,，轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流越來(lái)越小,。 電池在被充電過(guò)程中,，如果充電器電路失去控制，會(huì)使電池電壓超過(guò)4.2V后繼續(xù)恒流充電,，此時(shí)電池電壓仍會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)電池電壓被充電至超過(guò)4.3V時(shí),，電池的化學(xué)副反應(yīng)將加劇,，會(huì)導(dǎo)致電池?fù)p壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題。

　　在帶有保護(hù)電路的電池中,，當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓達(dá)到4.28V（該值由控制IC決定,，不同的IC有不同的值）時(shí)，其腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,，從而切斷了充電回路，使充電器無(wú)法再對(duì)電池進(jìn)行充電,，起到過(guò)充電保護(hù)作用,。而此時(shí)由于V2自帶的體二極管VD2的存在,，電池可以通過(guò)該二極管對(duì)外部負(fù)載進(jìn)行放電。

　　在控制IC檢測(cè)到電池電壓超過(guò)4.28V至發(fā)出關(guān)斷V2信號(hào)之間,，還有一段延時(shí)時(shí)間,，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由C3決定，通常設(shè)為1秒左右,，以避免因干擾而造成誤判斷,。

　　3  過(guò)放電保護(hù)

　　電池在對(duì)外部負(fù)載放電過(guò)程中，其電壓會(huì)隨著放電過(guò)程逐漸降低,，當(dāng)電池電壓降至2.5V時(shí),，其容量已被完全放光，此時(shí)如果讓電池繼續(xù)對(duì)負(fù)載放電,，將造成電池的永久性損壞,。

　　在電池放電過(guò)程中，當(dāng)控制IC檢測(cè)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(shí),，其腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷海筕1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,，從而切斷了放電回路,，使電池?zé)o法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電，起到過(guò)放電保護(hù)作用,。而此時(shí)由于V1自帶的體二極管VD1的存在,，充電器可以通過(guò)該二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。

　　由于在過(guò)放電保護(hù)狀態(tài)下電池電壓不能再降低,，因此要求保護(hù)電路的消耗電流極小,，此時(shí)控制IC會(huì)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個(gè)保護(hù)電路耗電會(huì)小于0.1mA,。

　　在控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V至發(fā)出關(guān)斷V1信號(hào)之間,，也有一段延時(shí)時(shí)間，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由C3決定,，通常設(shè)為100毫秒左右,，以避免因干擾而造成誤判斷。

　　4  過(guò)電流保護(hù)

　　由于鋰電池的化學(xué)特性,，電池生產(chǎn)廠(chǎng)家規(guī)定了其放電電流最大不能超過(guò)2C（C=電池容量/小時(shí)）,，當(dāng)電池超過(guò)2C電流放電時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致電池的永久性損壞或出現(xiàn)安全問(wèn)題,。

　　電池在對(duì)負(fù)載正常放電過(guò)程中,，放電電流在經(jīng)過(guò)串聯(lián)的2個(gè)MOSFET時(shí)，由于MOSFET的導(dǎo)通阻抗,，會(huì)在其兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓,，該電壓值U=I*RDS*2, RDS為單個(gè)MOSFET導(dǎo)通阻抗,，控制IC上的腳對(duì)該電壓值進(jìn)行檢測(cè)，若負(fù)載因某種原因?qū)е庐惓?，使回路電流增大,，?dāng)回路電流大到使U>0.1V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí),，其腳將由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷，從而切斷了放電回路,，使回路中電流為零,，起到過(guò)電流保護(hù)作用。

　　在控制IC檢測(cè)到過(guò)電流發(fā)生至發(fā)出關(guān)斷V1信號(hào)之間,，也有一段延時(shí)時(shí)間,，該延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短由C3決定，通常為13毫秒左右,，以避免因干擾而造成誤判斷,。

　　在上述控制過(guò)程中可知，其過(guò)電流檢測(cè)值大小不僅取決于控制IC的控制值,，還取決于MOSFET的導(dǎo)通阻抗,，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通阻抗越大時(shí)，對(duì)同樣的控制IC,，其過(guò)電流保護(hù)值越小,。

　　5  短路保護(hù)

　　電池在對(duì)負(fù)載放電過(guò)程中，若回路電流大到使U>0.9V（該值由控制IC決定,，不同的IC有不同的值）時(shí),，控制IC則判斷為負(fù)載短路，其“DO"腳將迅速由高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶妷?，使V1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷,，從而切斷放電回路，起到短路保護(hù)作用,。短路保護(hù)的延時(shí)時(shí)間極短,，通常小于7微秒。其工作原理與過(guò)電流保護(hù)類(lèi)似,，只是判斷方法不同，保護(hù)延時(shí)時(shí)間也不一樣,。

　　以上詳細(xì)闡述了單節(jié)鋰離子電池保護(hù)電路的工作原理,，多節(jié)串聯(lián)鋰離子電池的保護(hù)原理與之類(lèi)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(shí)際的電池保護(hù)電路中,，還有許多其它類(lèi)型的控制IC，如日本精工的S-8241系列,、日本MITSUMI的MM3061系列,、臺(tái)灣富晶的FS312和FS313系列、臺(tái)灣類(lèi)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(shù)上有所差別，有些控制IC為了節(jié)省外圍電路,，將濾波電容和延時(shí)電容做到了芯片內(nèi)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(gè)重要元件，就是MOSFET,，它在電路中起著開(kāi)關(guān)的作用,，由于它直接串接在電池與外部負(fù)載之間，因此它的導(dǎo)通阻抗對(duì)電池的性能有影響,，當(dāng)選用的MOSFET較好時(shí),，其導(dǎo)通阻抗很小，電池包的內(nèi)阻就小,，帶載能力也強(qiáng),，在放電時(shí)其消耗的電能也少。

　　隨著科技的發(fā)展,，便攜式設(shè)備的體積越做越小,，而隨著這種趨勢(shì)，對(duì)鋰離子電池的保護(hù)電路體積的要求也越來(lái)越小,，在這兩年已出現(xiàn)了將控制IC和MOSFET整合成一顆保護(hù)IC的產(chǎn)品,，如DIALOG公司的DA7112系列，有的廠(chǎng)家甚至將整個(gè)保護(hù)電路封裝成一顆小尺寸的IC,，如MITSUMI公司的產(chǎn)品,。