电池保护板过充过放保护原理

如今社会电子化越来越普遍，也越来越多的产品内部集成了电池，电池是一种通过内部材料发生化学反应产生电能的器件，受其工作原理影响，电池属于一种危险物品，做的好，就是一个好的电能来源，做的不好，那就是一个定时炸弹，空运，海运，快递运输等都会对电池类产品特别关注。

应用于产品上的电池一般是电池包，包括电芯和保护板，电芯本身是必须经过严格认证的，保护板是为了实现产品应用中针对电池方面的单一故障保护，避免外部不利的使用条件直接对电池造成不必要的影响。

过放保护和过充保护是电池保护板的基本功能，过放保护是为了保护电池不至于放完电，导致电压过低，电池无法重新使用；过充保护是为了保护电池不至于充太满，导致电压太高，超过电池的承受能力，造成危害。

电池保护板如下应用电路：

上图为3节电池串联的保护板参考设计，图中可以观察到，在外部电源EB和内部电池之间有两个背靠背的MOSFET，均为PMOS，靠EB端的MOSFET称为充电用FET，靠电池端的称为放电用FET，充电用FET受COP控制，放电用FET受DOP控制，VMP检测外部电源电压，VCn（b=1,2,3）检测电池电压。

充电用FET的作用是控制充电通路，该FET导通时，外部电源可往电池充电，该FET截止时，外部电源无法进入电池，也即电池无法进行充电，但是电池电压可以通过该FET的体二极管往外输出。放电用FET的作用是控制充电通路，该FET导通时，电池可对外放电，而该FET截止时，完全截止了电池的放电路径。

过充电状态：

电池保护IC通过VCn脚实时监测每个电池的电压，当外部电源持续充电导致任何一个电池电压超过规定的过充检测电压时，电池保护IC将使COP变为高阻态，此时充电用FET将截止，实现过充电保护。

若要解除过充电保护状态，对于S-8254A电池保护IC的规定，有如下两种情况：

1)全部电池处于规定的过充解除电压以下时；
2)全部电池处于规定的过充检测电压以下，且VMP端子电压在39/40×VDD以下时。

按照以上描述，一般选择拔掉充电器或去掉施加在电池上的外部电源即可实现电池过充状态的解除，需要注意的是，过充电保护状态解除后，充电用FET并不是立马就能导通，因此，会有一段很小的时间，在EB端的电压为VBAT-VD，VBAT即为电芯的输出电压，VD为充电用FET体二极管的压降，此二极管压降在0.7V左右，因此，若此时外部有检测电池电压的检测电路，如滞回比较器电路，需要注意滞回区间要把这个情况考虑进去。

过放电状态：

电池保护IC通过VCn脚实时监测每个电池的电压，当外部电源持续充电导致任何一个电池电压超过规定的过放检测电压时，电池保护IC将使DOP变为与VDD电平，此时放电用FET将截止，实现过放电保护。

对于S-8254A保护IC，当进入过放保护状态后，S-8254A也将进入休眠状态，此举是为了将电池耗电降到最低，避免电池因IC的功耗持续耗电导致电芯进入深度放电状态，电芯电压持续降低后，S-8254A将无法正常工作，且不说电芯出问题，保护板的FET都无法被打开，结果就是造成整个电池无法充电。S-8254A进入休眠状态后，会将COP端子也变为高阻态，此时放电FET也被关断。

当插入外部电源，也即VMP端检测到大于VDD的电压时，即解除休眠状态，恢复正常充电。