充电电池使用过程中，过充电、过放电和过电流是影响电池使用寿命和性能的主要因素，充电电池保护ic通过保护环路有效监测并防止对电池产生损害。本文将详细阐述保护ic实现原理以及此类ic的发展趋势。

    近年来，由于锂离子充电电池符合便携式电子产品在小型、重量轻及使用时间长方面的要求，因而从移动电话和pda等为代表的便携式电子产品，到笔记本计算机、vtr等都开始大量采用锂离子充电电池。然而，另一方面，锂离子充电电池需要过充和过放等保护，所以通常在电池包里必须放置保护回路。

    图1：锂离子电池包的基本回路(双电池)

    本文将介绍锂离子充电电池保护用ic所产生的作用，以及此类产品的未来发展趋势。

    锂离子充电电池保护ic的功能

    在锂离子充电电池的使用过程中，可能会由于使用者的错误使用而造成过充，产生电池温度上升；其次，由于电解液的分解而产生瓦斯，使其内部压力上升，以及金属锂等的释出而造成有起火及破裂的危险。相反，在放电时，如果产生过放将会分解电解液，使得电池的特性产生劣化。

    为了避免过充及过放所产生的安全性问题，并防止电池特性劣化，在锂离子电池包中采用了保护回路，如图1所示。基本上，该保护回路由两个fet和专用ic(以下称为保护ic)构成。保护ic负责监测电池电压，并控制两个fet的栅极，而fet分别实现过充和过放的控制功能。

    a. 锂离子充电电池保护用ic的基本功能

    关于锂离子充电电池的保护，必须具有以下3个保护功能。

    1. 过充监测 防止电池的特性劣化、起火及破裂，确保安全性。

    2. 过放监测 防止电池特性劣化，确保电池的使用寿命。

    3. 过电流监测 防止fet的破坏，短路保护及确保搬运时的安全性。

    采用保护回路来实现以上三种保护功能，提高电池包的安全性和可靠性。

    b. 通常状态

    在通常状态下可以自由充放电，因此控制用fet都为接通状态。为了有效地利用放电电流及充电电流，在fet里采用了小接通阻抗功率mos管。

    c. 过充电保护

    过充保护功能是指在达到某个电压(以下称为过充电检测电压)时，禁止由充电器继续充电。

    图2：充电电池的过充电保护。

    即，将控制过充的fet变成关断状态，停止充电电流的流动。

    如图2所示，将电池包中控制充电的fet栅极设置为关断状态，从而停止充电。但是，过

    充检测之后，必须保证可以在负载上放电。

    通过改善过充检测电压的误差一方面提高电池的安全性(防止内压上升)，另一方面，由于高容量的需求，要求提高其精确度。

    另外，过充电检测对应于脉冲充电及由于噪声而发生的误动作，因而需要设定延迟时间。当前的保护ic可以利用外接电容自由设定延迟时间。

    d. 过放电保护

    过放电保护功能是在电池和电压变低时，停止对负载放电。如图3所示，将电池包控制过放的fet的栅极变成关断状态，禁止其放电。该过程正好与过充电检测时的动作相反。

    由于在过放检测电压以下时电池电压不能再降低，因此必须要求保护用ic消耗电流极小。其次，很多过放检测电路设有延迟时间。

    e. 过电流保护

    图3：充电电池的过放电保护。

    过电流保护功能是在消耗大电流时停止对负载的放电，此功能的目的在于保护电池及fet，确保电池包在工作状态下的安全性。过电流检测是将fet的接通电阻当成感应电阻处理，监视其电压的状况，若比所设定的电压(过电流检测电压)还高，则立即停止放电。