鋰離子電池是一種應(yīng)用廣泛的可充電電池，它具有單體工作電壓高、體積小、重量輕、能量密度高、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，可在較短時(shí)間內(nèi)快速充足電以及允許放電溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。此外，鋰離子電池還有自放電電流小、無記憶效應(yīng)和無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。其全球供貨量正在持續(xù)增加。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司的報(bào)告，07全年鋰離子可充電電池的全球供貨量比上年增加了17%。而隨著鋰離子電池的使用面的擴(kuò)大，對(duì)鋰離子電池的充放電保護(hù)就顯得愈發(fā)重要。

鋰離子電池的保護(hù)

鋰離子電池供電設(shè)備的安全性是人們目前最為關(guān)注的問題，所以對(duì)其的保護(hù)就非常重要。鋰離子電池的保護(hù)主要包括過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流及短路保護(hù)等。

1過充電保護(hù)

當(dāng)充電器對(duì)鋰離子電池過充電時(shí)，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升，需終止充電狀態(tài)。為此，保護(hù)器件需監(jiān)測(cè)電池電壓，當(dāng)其到達(dá)電池過充電壓時(shí)，即激活過充電保護(hù)功能，中止充電。

2過放電保護(hù)

為了防止鋰離子電池的過放電狀態(tài)，當(dāng)鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，即激活過放電保護(hù)，中止放電，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。

3過電流及短路保護(hù)

當(dāng)鋰離子電池的放電電流過大或短路情況產(chǎn)生時(shí)，保護(hù)器件將激活過電流保護(hù)功能。

多節(jié)鋰離子電路的保護(hù)

單體鋰離子電池的額定電壓為3.6V，不能滿足高電壓供電場(chǎng)合的需要，因此就需要多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用。為此，各有關(guān)電源管理控制集成電路生產(chǎn)廠商紛紛推出了自己的多節(jié)鋰離子電池（電池組）保護(hù)集成電路芯片，如精工技術(shù)有限公司（SII）的S-8204B（S-8204B隸屬于S-8204系列，該系列的另一個(gè)產(chǎn)品是S-8204A。兩者的區(qū)別是S-8204A配合P溝道MOSFET工作，S-8204B則配合N溝道MOSFET工作）。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是監(jiān)控3、4節(jié)鋰離子電池的充放電狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)過充、過放和過電流保護(hù)。

以S-8204B為例，它能對(duì)各節(jié)鋰離子電池的電壓進(jìn)行高精度檢測(cè)，具有3段過電流檢測(cè)功能，通過外接電容可設(shè)置過充電檢測(cè)延遲時(shí)間、過放電檢測(cè)延遲時(shí)間、放電過電流檢測(cè)延遲時(shí)間1和放電過電流檢測(cè)延遲時(shí)間2，還能通過SEL端子切換3/4節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用。不過，它最大的特點(diǎn)是可以級(jí)聯(lián)使用，下節(jié)將對(duì)S-8204B的這一功能進(jìn)行詳細(xì)說明。

保護(hù)芯片級(jí)聯(lián)

上面提到的電池保護(hù)芯片最多能保護(hù)4節(jié)鋰離子電池，然而很多應(yīng)用都需要5～12節(jié)鋰離子電池串聯(lián)工作，比如電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和UPS，此時(shí)又如何解決呢？答案很簡(jiǎn)單，就是同時(shí)使用多個(gè)鋰電池保護(hù)芯片。如圖1所示，兩個(gè)保護(hù)芯片串聯(lián)在一起，由2個(gè)N溝道MOSFET做控制開關(guān)，可以保護(hù)8節(jié)鋰離子電池，三個(gè)保護(hù)芯片串聯(lián)在一起，就保護(hù)了12節(jié)鋰離子電池。這種多保護(hù)芯片的串聯(lián)就是保護(hù)芯片的級(jí)聯(lián)。以S-8204B為例，兩個(gè)S-8204B聯(lián)合使用，用2個(gè)N溝道MOSFET在低壓側(cè)端進(jìn)行控制，這樣通過單顆IC可選3節(jié)和4節(jié)的功能就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)6～8節(jié)串聯(lián)鋰離子電池的保護(hù)。如果是5節(jié)鋰離子電池串聯(lián)，則可以使用一個(gè)S-8204B與其他鋰離子電池保護(hù)芯片串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。這種多保護(hù)芯片的靈活組合，可以完成對(duì)任意數(shù)目鋰離子電池的保護(hù)。