電池保護板過充過放保護原理

如今社會電子化越來越普遍，也越來越多的產品內部集成了電池，電池是一種通過內部材料發生化學反應產生電能的器件，受其工作原理影響，電池屬于一種危險物品，做的好，就是一個好的電能來源，做的不好，那就是一個定時炸彈，空運，海運，快遞運輸等都會對電池類產品特別關注。

應用于產品上的電池一般是電池包，包括電芯和保護板，電芯本身是必須經過嚴格認證的，保護板是為了實現產品應用中針對電池方面的單一故障保護，避免外部不利的使用條件直接對電池造成不必要的影響。

過放保護和過充保護是電池保護板的基本功能，過放保護是為了保護電池不至于放完電，導致電壓過低，電池無法重新使用；過充保護是為了保護電池不至于充太滿，導致電壓太高，超過電池的承受能力，造成危害。

電池保護板如下應用電路：

上圖為3節電池串聯的保護板參考設計，圖中可以觀察到，在外部電源EB和內部電池之間有兩個背靠背的MOSFET，均為PMOS，靠EB端的MOSFET稱為充電用FET，靠電池端的稱為放電用FET，充電用FET受COP控制，放電用FET受DOP控制，VMP檢測外部電源電壓，VCn（b=1,2,3）檢測電池電壓。

充電用FET的作用是控制充電通路，該FET導通時，外部電源可往電池充電，該FET截止時，外部電源無法進入電池，也即電池無法進行充電，但是電池電壓可以通過該FET的體二極管往外輸出。放電用FET的作用是控制充電通路，該FET導通時，電池可對外放電，而該FET截止時，完全截止了電池的放電路徑。

過充電狀態：

電池保護IC通過VCn腳實時監測每個電池的電壓，當外部電源持續充電導致任何一個電池電壓超過規定的過充檢測電壓時，電池保護IC將使COP變為高阻態，此時充電用FET將截止，實現過充電保護。

若要解除過充電保護狀態，對于S-8254A電池保護IC的規定，有如下兩種情況：

1)全部電池處于規定的過充解除電壓以下時；
2)全部電池處于規定的過充檢測電壓以下，且VMP端子電壓在39/40×VDD以下時。

按照以上描述，一般選擇拔掉充電器或去掉施加在電池上的外部電源即可實現電池過充狀態的解除，需要注意的是，過充電保護狀態解除后，充電用FET并不是立馬就能導通，因此，會有一段很小的時間，在EB端的電壓為VBAT-VD，VBAT即為電芯的輸出電壓，VD為充電用FET體二極管的壓降，此二極管壓降在0.7V左右，因此，若此時外部有檢測電池電壓的檢測電路，如滯回比較器電路，需要注意滯回區間要把這個情況考慮進去。

過放電狀態：

電池保護IC通過VCn腳實時監測每個電池的電壓，當外部電源持續充電導致任何一個電池電壓超過規定的過放檢測電壓時，電池保護IC將使DOP變為與VDD電平，此時放電用FET將截止，實現過放電保護。

對于S-8254A保護IC，當進入過放保護狀態后，S-8254A也將進入休眠狀態，此舉是為了將電池耗電降到最低，避免電池因IC的功耗持續耗電導致電芯進入深度放電狀態，電芯電壓持續降低后，S-8254A將無法正常工作，且不說電芯出問題，保護板的FET都無法被打開，結果就是造成整個電池無法充電。S-8254A進入休眠狀態后，會將COP端子也變為高阻態，此時放電FET也被關斷。

當插入外部電源，也即VMP端檢測到大于VDD的電壓時，即解除休眠狀態，恢復正常充電。