鋰離子電池是一種應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，可在較短時間內(nèi)快速充足電以及允許放電溫度范圍寬等優(yōu)點。此外，鋰離子電池還有自放電電流小、無記憶效應和無環(huán)境污染等優(yōu)點。其全球供貨量正在持續(xù)增加。根據(jù)市場調(diào)研公司的報告，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大，對鋰離子電池的充放電保護就顯得愈發(fā)重要。

鋰離子電池的保護

鋰離子電池供電設備的安全性是人們目前最為關注的問題，所以對其的保護就非常重要。鋰離子電池的保護主要包括過充電保護、過放電保護、過電流及短路保護等。

1過充電保護

當充電器對鋰離子電池過充電時，為防止因溫度上升所導致的內(nèi)壓上升，需終止充電狀態(tài)。為此，保護器件需監(jiān)測電池電壓，當其到達電池過充電壓時，即激活過充電保護功能，中止充電。

2過放電保護

為了防止鋰離子電池的過放電狀態(tài)，當鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測點時，即激活過放電保護，中止放電，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機模式。

3過電流及短路保護

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

多節(jié)鋰離子電路的保護

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）保護集成電路芯片，如精工技術有限公司（SII）的S-8204B（S-8204B隸屬于S-8204系列，該系列的另一個產(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)品的特點是監(jiān)控3、4節(jié)鋰離子電池的充放電狀態(tài)，可實現(xiàn)過充、過放和過電流保護。

以S-8204B為例，它能對各節(jié)鋰離子電池的電壓進行高精度檢測，具有3段過電流檢測功能，通過外接電容可設置過充電檢測延遲時間、過放電檢測延遲時間、放電過電流檢測延遲時間1和放電過電流檢測延遲時間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，它最大的特點是可以級聯(lián)使用，下節(jié)將對S-8204B的這一功能進行詳細說明。

保護芯片級聯(lián)

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