手机锂电池保护功能的实现

目前可以实现锂电池保护功能的芯片很多，单节锂电池保护的方案已经很成熟，国外、台湾、大陆都有很多种芯片可以选择，手机锂电池保护功能的实现是怎样的呢？ 目前日系理光和精工的方案采用的比较多，比如精工S8421，理光的R5421、R5426等。这两款方案成熟，外围电路简单，但是价格贵。台湾也有几家公司做比如AIC和富晶，据说深圳那边用的比较多，另外还有CS213好像是新德的产品，用的也不少。大陆杭州有家士兰微电子公司做的SC451，其外围电路和理光的R5421完全一样，可以直接替换，另外以做摄像头DSP芯片出名的中星微也推出了几款锂电池保护管理IC。     各种保护IC实现的功能相差无几，其保护模式和外部线路也大同小异，在实际应用中可根据需要选择不同IC，下面以SC451为例。SC451为保护IC，SOT-23-6封装，提供过充过放过流保护，M1、 M2为N-MOS，型号经常使用5N20V，在线路中起开关作用，当线路发生异常时，SC451动作，使M1、M2处于关断状态，切断锂电池供电回路，达到保护锂电池的目的。

1、过充电保护：不同IC，同IC的不同型号的过充电保护电压是不同的，有4.25V也有4.35V的，这个都需要根据使用的实际情况选择。SC451的过充保护电压在4.28~4.38之间，典型值为4.34V，也就是说当电池电压上升到4.34V时M2动作，切断供电回路，停止充电，显然比4.2V要高出不少，但在充电过程中，为了防止脉冲电压的干扰引起保护线路保护动作，保护IC的过保护电压取值都会稍微高些，另外还是为了防止这个脉冲引起保护IC误动作，通常过充保护都需要一定的延时时间。锂电池过充保护后，解除过充保护状态有两种方法，可以取下充电器，去连接负载或者令其自放电当锂电池的电压降至4.15V时，解除过充保护状态。

2、过放电保护：电池电压降至2.4V时，进入过放电保护状态，M1关闭，切断供电回路，锂电池停止对外供电，并将电池保持在低静态电流的状态,此时耗电为0.3uA（不同IC此值不同）。同样，为了防止误动作，过放电保护也需要一定的延时时间。当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过放电电压时, 可解除过放电保护功能。

3、过电流（短路）保护：在正常工作模式下，如果保护IC检测到放电电流过大，即激活过电流保护功能，关闭M1切断供电回路，过电流保护的电流门槛值由保护IC和MOS的Rds(on)共同决定。其计算公式为：最大过放电电流＝保护IC过电流检测电压/Rds（on）*2。不同保护IC的过电流检测电压不同，常用为0.15V或0.3V。同样，过电流保护也要有一定的延时时间。若由于外部负载引起保护，将外部负载移除即可从保护状态恢复。