近年來隨著科技產(chǎn)品的井噴式的發(fā)展，其中非常重要的配件之一——充電電池也變得越來越備受關(guān)注?？梢哉f工程師們基本都了解在充電電池使用過程中，過充電、過放電和過電流是影響電池使用壽命和性能的重要因素，充電電池保護(hù)IC通過保護(hù)環(huán)路有效監(jiān)測并防止對電池出現(xiàn)損害。近年來，由于鋰離子充電電池符合便攜式電子產(chǎn)品在小型、重量輕及使用時(shí)間長方面的要求，因而從移動電話和pDA等為代表的便攜式電子產(chǎn)品，到筆記本計(jì)算機(jī)、VTR等都開始大量采用鋰離子充電電池。然而，另一方面，鋰離子充電電池要過充和過放等保護(hù)，所以通常在電池包里必須放置保護(hù)回路。

在鋰離子充電電池的使用過程中可能會由于使用者的錯(cuò)誤使用而造成過充，出現(xiàn)電池溫度上升；其次，由于電解液的分解而出現(xiàn)瓦斯，使其內(nèi)部壓力上升，以及金屬鋰等的釋出而造成有起火及破裂的危險(xiǎn)。相反，在放電時(shí)，假如出現(xiàn)過放將會分解電解液，使得電池的特性出現(xiàn)劣化。為了防止過充及過放所出現(xiàn)的安全性問題，并防止電池特性劣化，在鋰離子電池包中采用了保護(hù)回路，如圖1所示?；旧?，該保護(hù)回路由兩個(gè)FET和專用IC(以下稱為保護(hù)IC)構(gòu)成。保護(hù)IC負(fù)責(zé)監(jiān)測電池電壓，并控制兩個(gè)FET的柵極，而FET分別實(shí)現(xiàn)過充和過放的控制功能。

有關(guān)鋰離子充電電池的保護(hù)，必須具有3個(gè)保護(hù)功能。首先是過充監(jiān)測防止電池的特性劣化、起火及破裂，確保安全性。其次是過放監(jiān)測防止電池特性劣化，確保電池的使用壽命。最后是過電流監(jiān)測防止FET的破壞，短路保護(hù)及確保搬運(yùn)時(shí)的安全性。采用保護(hù)回路來實(shí)現(xiàn)以上三種保護(hù)功能，提高電池包的安全性和可靠性。在通常狀態(tài)下可以自由充放電，因此控制用FET都為接通狀態(tài)。為了有效地利用放電電流及充電電流，在FET里采用了小接通阻抗功率MOS管。過充保護(hù)功能是指在達(dá)到某個(gè)電壓(以下稱為過充電檢測電壓)時(shí)，禁止由充電器繼續(xù)充電。即，將控制過充的FET變成關(guān)斷狀態(tài)，停止充電電流的流動。如圖2所示，將電池包中控制充電的FET柵極設(shè)置為關(guān)斷狀態(tài)，從而停止充電。但是過充檢測之后，必須保證可以在負(fù)載上放電。通過改善過充檢測電壓的誤差一方面提高電池的安全性(防止內(nèi)壓上升)，另一方面，由于高容量的需求，要求提高其精確度。另外，過充電檢測對應(yīng)于脈沖充電及由于噪聲而發(fā)生的誤動作，因而要設(shè)定延遲時(shí)間。當(dāng)前的保護(hù)IC可以利用外接電容自由設(shè)定延遲時(shí)間。

過放電保護(hù)功能是在電池和電壓變低時(shí)，停止對負(fù)載放電。如圖3所示，將電池包控制過放的FET的柵極變成關(guān)斷狀態(tài)，禁止其放電。該過程正好與過充電檢測時(shí)的動作相反。由于在過放檢測電壓以下時(shí)電池電壓不能再降低，因此必須要求保護(hù)用IC消耗電流極小。其次，很多過放檢測電路設(shè)有延遲時(shí)間。

過電流保護(hù)功能是在消耗大電流時(shí)停止對負(fù)載的放電，此功能的目的在于保護(hù)電池及FET，確保電池包在工作狀態(tài)下的安全性。過電流檢測是將FET的接通電阻當(dāng)成感應(yīng)電阻處理，監(jiān)視其電壓的狀況，若比所設(shè)定的電壓(過電流檢測電壓)還高，則立即停止放電。過電流檢測必須設(shè)置延遲時(shí)間。若沒有延遲時(shí)間，當(dāng)突然有電流流入時(shí)，會檢測出過電電流，而使得放電停止。因此，近來的保護(hù)IC都分為在短路時(shí)和突然有電流流入時(shí)的兩種不同狀況的檢測。過電流檢測之后，電池包與負(fù)載脫離后將恢復(fù)到常態(tài)，可以再充電或放電。