鋰電池保護板根據使用電池保護IC，電壓等不同參數有所不同，保護板有兩個(gè)核心部件：一塊保護IC，它是由精確的比較高來(lái)獲得可靠的保護參數；另外是MOSFET串在主充放電回路中擔當高速開(kāi)關(guān)，執行保護動(dòng)作。下面以DW01配雙NMOS管8205A進(jìn)行講解。

鋰電池平衡電路保護裝置的電路原理如上圖所示，總體來(lái)講主要是由電池保護控制ICDW01和外接放電開(kāi)關(guān)M1以及充電開(kāi)關(guān)M2來(lái)實(shí)現?？刂艻C負責監測電池電壓與回路電流，并控制兩個(gè)MOSFET的柵極，MOSFET在電路中起開(kāi)關(guān)作用，當P+/P-端連接充電器，給電池正常充電時(shí)，M1，M2均處于導通狀態(tài)；當控制IC檢測到充電異常時(shí)，將M2關(guān)斷終止充電。當P+/P-端連接負載，電池正常放電時(shí)，M1，M2均導通；當控制IC檢測到放電異常時(shí)，將M1關(guān)斷終止放電。

該電路具有過(guò)充電保護、過(guò)放電保護、過(guò)電流保護與短路保護功能。

電池平衡電路工作原理分析如下：

1）正常狀態(tài)

在正常狀態(tài)下電路中DW01的“CO”與“DO”腳都輸出高電壓，兩個(gè)MOSFET都處于導通狀態(tài)，電池可以自由地進(jìn)行充電和放電，由于MOSFET的導通阻抗很小，通常小于30毫歐，因此其導通電阻對電路的性能影響很小。

此狀態(tài)下保護電路的消耗電流為uA級。

2）過(guò)充電保護

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(zhù)充電過(guò)程，電壓會(huì )上升到4.2V（根據正極材料不同，有的電池要求恒壓值為4.1V），轉為恒壓充電，直至電流越來(lái)越小。電池在被充電過(guò)程中，如果充電器電路失去控制，會(huì )使電池電壓超過(guò)4.2V后繼續恒流充電，此時(shí)電池電壓仍會(huì )繼續上升，當電池電壓被充電至超過(guò)4.3V時(shí)，電池的化學(xué)副反應將加劇，會(huì )導致電池損壞或出現安全問(wèn)題。

在帶有保護電路的電池中，當控制IC（DWO1）檢測到電池電壓達到4.3V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“CO”腳將由高電壓轉變?yōu)榱汶妷?，使M2由導通轉為關(guān)斷，從而切斷了充電回路，使充電器無(wú)法再對電池進(jìn)行充電，起到過(guò)充電保護作用。而此時(shí)由于M2自帶的體二極管VD2的存在，電池可以通過(guò)該二極管對外部負載進(jìn)行放電。在控制IC檢測到電池電壓超過(guò)4.05V至發(fā)出關(guān)斷M2信號之間時(shí)過(guò)充釋放，M2轉為打開(kāi)，開(kāi)始充電。

3、過(guò)放電保護

電池在對外部負載放電過(guò)程中，其電壓會(huì )隨著(zhù)放電過(guò)程逐漸降低，當電池電壓降至2.5V時(shí)，其容量已被完全放光，此時(shí)如果讓電池繼續對負載放電，將造成電池的永久性損壞

在電池放電過(guò)程中，當控制IC檢測到電池電壓低于2.5V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“DO”腳將由高電壓轉變?yōu)榱汶妷?，使M1由導通轉為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使電池無(wú)法再對負載進(jìn)行放電，起到過(guò)放電保護作用。而此時(shí)由于M1自帶的體二極管VD1的存在，充電器可以通過(guò)該二極管對電池進(jìn)行充電。

由于在過(guò)放電保護狀態(tài)下電池電壓不能再降低，因此要求保護電路的消耗電流極小，此時(shí)控制IC會(huì )進(jìn)入低功耗狀態(tài)，整個(gè)保護電路耗電會(huì )小于0.1uA。

4、過(guò)電流保護

電池在對負載正常放電過(guò)程中，放電電流在經(jīng)過(guò)串聯(lián)的2個(gè)MOSFET時(shí)，由于MOSFET的導通阻抗，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導通阻抗，控制IC上的“CS”腳對該電壓值進(jìn)行檢測，若負載因某種原因導致異常，使回路電流增大，當回路電流大到使U>0.15V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，其“DO”腳將由高電壓轉變?yōu)榱汶妷?，使M1由導通轉為關(guān)斷，從而切斷了放電回路，使回路中電流為零，起到過(guò)電流保護作用。

在上述控制過(guò)程中可知，其過(guò)電流檢測值大小不僅取決于控制IC的控制值，還取決于MOSFET的導通阻抗，當MOSFET導通阻抗越大時(shí)，對同樣的控制IC，其過(guò)電流保護值越小。

5、短路保護

電池在對負載放電過(guò)程中，若回路電流大到使U>1V（該值由控制IC決定，不同的IC有不同的值）時(shí)，控制IC則判斷為負載短路，其“DO”腳將迅速由高電壓轉變?yōu)榱汶妷?，使M1由導通轉為關(guān)斷，從而切斷放電回路，起到短路保護作用。短路保護的延時(shí)時(shí)間極短，通常小于7微秒。其工作原理與過(guò)電流保護類(lèi)似

DW01的CS腳為電流檢測腳，輸出短路時(shí)，充放電控制MOSFET的導通壓降劇增，CS腳電壓迅速升高，DW01輸出信號使充放電控制MO SFET迅速關(guān)斷，從而實(shí)現過(guò)電流或短路保護。