解析手机锂离子电池保护电路
中心议题：
- 锂离子电池的特点
- 锂离子电池保护电路工作原理
- 采用过充电保护
- 采用过放电保护
- 放电过电流保护
- 线路短路保护
由于锂离子电池的特性与其它可充电电池不同，内部通常都带有一块电路板，不少人对该电路的作用不了解（有些人可能还不知道锂电里有保护电路），下面将对锂离子电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。
锂电池分为一次电池和二次电池两类，目前在手机里的备用电池因耗电小主要使用不可充电的一次锂电池，而在手机主电池因耗电量较大则使用可充电的二次电池，即锂离子电池。
与镍镉和镍氢电池相比，锂离子电池具备以下几个优点：
1、电压高，单节锂离子电池的电压可达到3.6V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。
2、容量密度大，其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.5-2.5倍。
3、荷电保持能力强（即自放电小），在放置很长时间后其容量损失也很小。
4、寿命长，正常使用其循环寿命可达到500次以上。
5、没有记忆效应，在充电前不必将剩余电量放空，使用方便。
由于锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。
下图为一个典型的锂离子电池保护电路原理图。
如上图所示，该保护回路由两个MOSFET（V1、V2）和一个控制IC（N1）外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，C3为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能，其工作原理分析如下：
1、正常状态
在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。
此状态下保护电路的消耗电流为μA级，通常小于7μA。
2、过充电保护
锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。
电池在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。
