单节锂电池保护电路设计详解_过电压_端电压

单节锂电池保护芯片DW01V

过电压充电保护及规复过程

过电压放电保护及规复过程

过电流放电和电池短路保护及规复过程

我们在设计需求要利用锂电池的产品时，须要对锂电池进行保护电路设计，在此根本上才可以进行充电电路设计。
对付锂电池的充电电路的设计之前有讲解，这里就不在先容，感兴趣的朋友可以去我头条文章查看。
那么锂电池的保护电路如何设计呢？这篇文章将给你解答。

我们在理解锂电池的根本知识后，我们会知道，锂电池须要做过电压充电保护、过电压放电保护、过流放电保护、短路保护等。
以是我们在设计锂电池保护电路的时候，至少要实现以上保护功能。

下面我就先容下市场上常用的一种保护方案，单节锂电池保护芯片DW01和Nmos管8205A组成的保护方案。
类似的单节锂电池保护芯片有很多，都是大同小异，我们在对芯片选型时可以根据本钱、供应的稳定和实际情形选择。
下面我就以DW01V芯片进行先容。

DW01V是单节锂离子或锂聚合物电池的空想保护芯片。
DW01V是一款高精度的锂电池保护电路。
正常状态下，如果对电池进行充电，则DW01V可能会进入过电压充电保护状态；同时，知足一定条件后，又会规复到正常状态。
如果对电池放电，则可能会进入过电压放电保护状态或过电流放电保护状态；同时，知足一定条件后，也会规复到正常状态。

我们先来看下DW01V的引脚干系信息，如下图：

DW01V引脚信息及封装

DW01V引脚描述

再看下它的内部框图和范例运用电路吧，如下图：

DW01V内部框图

DW01V范例运用电路图

DW01V部分参数如下表，其他参数详情请查验手册。

DW01V部分参

在正常状态下，DW01V由电池供电，其VDD端电压在过电压充电保护阈值VOC和过电压放电保护阈值VOD之间，VM端电压在充电器检测电压（VCHG）与过电流放电保护阈值（VEDI）之间，COUT端和DOUT端都输出高电平，外接充电掌握N-MOS管Q1和放电掌握N-MOS管Q2均导通。
此时，既可以利用充电器对电池充电，也可以通过负载使电池放电。

对电池进行充电，如果使VDD端电压升高超过过电压充电保护阈值VOC，且持续韶光超过过电压充电保护延迟韶光tOC，则DW01V将使充电掌握端COUT由高电平转为VM端电平（低电平），从而使外接充电掌握N-MOS管Q1关闭，充电回路被\"大众割断\"大众，即DW01V进入过电压充电保护状态。

有以下两种条件可以使DW01V从过电压充电保护状态规复到正常状态：

1）电池由于\公众自放电\"大众使VDD端电压低于过电压充电规复阈值VOCR；

2）通过负载使电池放电（把稳，此时虽然Q1关闭，但由于其体内二极管的存在，使放电回路仍旧存在），当VDD端电压低于过电压充电保护阈值VOC，且VM端电压高于过电流放电保护阈值VEDI（在Q1导通以前，VM端电压将比VSS端高一个二极管的导通压降）。
DW01V规复到正常状态往后，充电掌握端COUT将输出高电平，使外接充电掌握N-MOS管Q1回到导通状态。
DW01V进入过电压充电保护状态后，如果外部一贯接有充电器，致使VM电压小于充电器检测电压（VCHG），那么纵然当其VDD降至VOCR以下，DW01V也不会规复到正常状态。
此时必须去掉充电器，DW01V才会回到正常状态。

正常状态下，如果电池放电使VDD端电压降落至过电压放电保护阈值VOD，且持续韶光超过过电压放电保护延迟韶光tOD，则DW01V将使放电掌握端DOUT由高电平转为VSS端电平（低电平），从而使外接放电掌握N-MOS管Q2关闭，放电回路被\"大众割断\"大众，即DW01V进入过电压放电保护状态。
同时，VM端电压将通过内部电阻RVMD被上拉到VDD。
在过电压放电保护状态下，VM端（亦即VDD端）电压总是高于电池短路保护阈值VSHORT，知足此条件后，电路会进入\"大众省电\公众的低功耗模式。
此时，VDD真个电流将低于0.7μA。

对付处在低功耗模式下电路，如果对电池进行充电（同样，由于Q2体内二极管的存在，此时的充电回路也是存在的），使DW01V电路的VM端电压低于电池短路保护阈值VSHORT，则它将规复到过电压放电保护状态，此时，放电掌握端DOUT仍为低电平，Q2还是关闭的。

如果此时停滞充电，由于VM端仍被RVMD上拉到VDD，大于电池短路保护阈值VSHORT，因此DW01V又将回到低功耗模式；

只有连续对电池充电，当VDD端电压大于过电压放电保护阈值VOD时，DW01V才可从过电压放电保护状态规复到正常状态。

如果不该用充电器，由于电池去掉负载后的\公众自升压\"大众，可能会使VDD端电压超过过电压放电规复阈值VODR，此时DW01V也将从过电压放电保护状态规复到正常状态；

DW01V规复到正常状态往后，放电掌握端DOUT将输出高电平，使外接充电掌握N-MOS管Q2回到导通状态。

正常状态下，通过负载对电池放电DW01V电路的VM端电压将随放电电流的增加而升高。
如果放电电流增加使VM端电压超过过电流放电保护阈值VEDI，且持续韶光超过过电流放电保护延迟韶光tEDI，则DW01V进入过电流放电保护状态；

如果放电电流进一步增加使VM端电压超过电池短路保护阈值VSHORT，且持续韶光超过短路延迟韶光tSHORT，则DW01V进入电池短路保护状态。

DW01V处于过电流放电/电池短路保护状态时，DOUT端将由高电平转为VSS端电平，从而使外接放电掌握N-MOS管Q2关闭，放电回路被\"大众割断\"大众 ；

同时，VM端将通过内部电阻RVMS连接到VSS，放电负载取消后，VM端电平即变为VSS端电平。

在过电流放电/电池短路保护状态下，当VM端电压由高低降至低于过电流放电保护阈值VEDI，且持续韶光超过过电流放电规复延迟韶光tEDIR，则DW01V可规复到正常状态。
因此，在过电流放电/电池短路保护状态下，当所有的放电负载取消后，DW01V即可\"大众自规复\"大众DW01V规复到正常状态往后，放电掌握端DOUT将输出高电平，使外接充电掌握N-MOS管Q2回到导通状态。

锂电池保护电路事情状态图

好了，这个锂电池保护电路暂时就先容到这里，其他更多详情还是多查阅手册吧。
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这里先透露下，下一篇文件先容设计一个充电宝电路，期待的就关注我吧。