1、判定正常狀態(tài)
首先判定在在正常狀態(tài)下電路中N1的;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μA級(jí),通常小于7μA。
2、進(jìn)行過充電保護(hù)
鋰離子電池要求的充電方式為恒流/恒壓,在充電初期,為恒流充電,隨著充電過程,電壓會(huì)上升到4.2V轉(zhuǎn)為恒壓充電,直至電流越來越小。
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時(shí),其“CO”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,使充電器無法再對(duì)電池進(jìn)行充電,起到過充電保護(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、再進(jìn)行過放電保護(hù)
電池在對(duì)外部負(fù)載放電過程中,其電壓會(huì)隨著放電過程逐漸降低,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。 在電池放電過程中,當(dāng)控制IC檢測(cè)到電池電壓低于2.3V時(shí),其“DO”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,使電池?zé)o法再對(duì)負(fù)載進(jìn)行放電,起到過放電保護(hù)作用。而此時(shí)由于V1自帶的體二極管VD1的存在,充電器可以通過該二極管對(duì)電池進(jìn)行充電。
4、進(jìn)行過電流保護(hù)
電池在對(duì)負(fù)載正常放電過程中,放電電流在經(jīng)過串聯(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“V-”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時(shí),其“DO”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,起到過電流保護(hù)作用。
5、后進(jìn)行短路保護(hù)
電池在對(duì)負(fù)載放電過程中,若回路電流大到使U>0.9V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。其工作原理與過電流保護(hù)類似,只是判斷方法不同,保護(hù)延時(shí)時(shí)間也不一樣。 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。