1 引 言

　　設計了一種低功耗的單節鋰離子電池保護電路，此保護電路不僅對鋰離子電池提供過充電，過放電，放電過流保護，還提供充電異常保護，零伏電池充電禁止等功能。用1. 0μm雙阱CMOS工藝實現。

　　2 鋰電池保護IC的功能原理分析

　　鋰電池保護電路的原理圖如圖1 所示， E +和E - 端之間加充電器或負載。電路工作原理如下：

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圖1 鋰電池保護原理圖

　　正常狀態：當電池電壓在過放電檢測電壓以上且在過充電檢測電壓以下， VM端子的電壓在充電器檢測電壓以上且在過電流檢測電壓以下時，充電控制用FET2 和放電控制用FET1 的兩方均打開。

　　這時可以進行自由的充電和放電。這種狀態叫做正常狀態。

　　過充電保護：在充電過程中，當電池電壓高于過充電檢測電壓，且該狀態持續到過充電檢測延遲時間后，控制電路輸出一個低電平，關斷充電控制用FET2,禁止充電。

　　過放電保護：在放電過程中，當電池電壓低于過放電檢測電壓，且該狀態持續到過放電檢測延遲時間后，控制電路輸出一個低電平，關斷放電控制用FET1,禁止放電。

　　過電流保護：過電流保護包括一級過流保護，二級過流保護，短路保護，當放電電流過大， VM端電壓上升，超過過流檢測電壓，且該狀態持續時間超過過流檢測延遲時間后，控制電路輸出低電平，關斷放電控制用FET1,放電禁止。在放電過程中， VM端電壓就是兩個處于導通態的FET上的壓降（見圖1） ,即VVM = I ×2RFET.式中I是通過FET的電流，即放電電流， RFET是FET的通態電阻。

　　充電異常保護：電池在充電過程中如果電流過大，使VM端電壓下降，當低于某個設定值，并且這個狀態持續到過充電檢測延遲時間以上時，控制電路關斷充電控制用FET2,停止充電。當VM端電壓重新上升到設定值以上后，充電控制用FET1打開，充電保護異常解除。

　　零伏電池充電禁止：電池在久放不用的情況下，會自身放電使電池電壓下降，甚至為零伏，有些鋰電池因其特性的原因在被完全放電后不適宜再度充電。當電池電壓低于某個設定值時，充電控制用FET2的柵極被固定在低電位，禁止充電。只有電池本身電壓在零伏電池禁止充電電壓以上時，才被允許充電。