大侠领你设计一款3串锂电池组保护电路

　　1、过放电保护

　　通常状态下，放电控制用端子DOP为VSS(电池3的负电压)电位，放电MOS管U2，U3，U4，U5处于导通状态，系统可正常进行放电工作。当检测到某节电池电压低于2.7V(VDLn)，且这种状态保持在TDL(TDL时间由过放电检测延迟端子CDT外接电容CS决定)以上时，DOP端子的电压变为VDD(电池1的正电压)电位，放电MOS管关闭，停止放电，这种状态称为过放电状态。

　　进入过放电状态后，VMP端子电压经电阻R5由负载拉至VDD/2以下，S-8254转为休眠状态;断开负载后，VMP端子电压经电阻R5、充电MOS管U2和U3由VDD上拉至 VDD/2以上且低于VDD，S-8254退出休眠状态。当所有电池电压都在3.0V(VDUn)以上时，过放电状态被解除，系统恢复正常放电工作。需要说明的是，S-8254进入休眠状态。在休眠状态下芯片的几乎全部的电路停止工作。

　　2、过电流、短路保护

　　该系统采用功率电阻R12用于过电流检测。当放电电流大于18A时，过电流1，2检测端子VINI和VSS之间的电压差大于过电流检测电位1VI0V1(O.2V)，且这种状态保持在TIOVl(TIOVl时间由过电流1检测延迟端子CDT外接电容C3决定)以上时，DOP 端子的电压变为VDD电位，放电MOS管关闭，停止放电，进入过电流1保护状态。在过电流状态下，VMP端子电压经电阻R3由负载下拉至VSS;断开负载后，VMP端子电压经IC内部RVMD电阻被上拉至过电流检测电位3VIOV3(电池1的正电压VC1～1.2V)以上，过电流状态解除，系统恢复正常放电。当放电电流大于50A时，VINI和VSS之间的电压差大于过电流检测电位2VIOV2(0.5V)，且这种状态保持在TIOV2(1ms)以上时，进入过电流2保护状态。当负载出现短路时，过电流3检测端子VMP的电压被瞬间拉至VIOV3以下(检测延迟时间TI0V3为300μs)，系统进入短路保护(过电流3保护)状态。

　　3、过充电保护

　　为了确保电池的安全性，该系统对于过充电状态采取了两级保护措施。首先，当检测到某节电池电压高于4.05V(VCU2n)，且这种状态保持在 TCU2(TCU2时间由S-8244过充电检测延迟端子ICT外接电容C16决定)以上时，S-8244充电控制用端子CO输出动态“H”，二级充电 MOS管QCHR2关闭，停止充电，这种状态称为过充电状态;进入过充电状态后，当所有电池电压都在3.80V(VCL2n)以下时，过充电状态解除。若因某种原因导致S-8244保护失效，则S-8254过充电保护生效，当检测到某节电池电压高于4.25V(VCUln)，且这种状态保持在 TCUl(TCUl时间由S-8254过充电检测延迟端子CCT外接电容C5决定)以上时，S-8254充电控制用端子COP变为高阻抗，一级充电MOS 管的G极被外接电阻R27拉高，进入过充电状态;当所有电池电压都在4.15V(VCLln)以下时，过充电状态解除。

　　5、保护电路的其他防护措施，根据电池组所带的负载不同，可以进行添加不同的防护措施，比如温度防护电路，防反接电路，均衡电路等。

　　在这里所介绍的是，利用瞬态抑制二极管SMBJ20A进行的瞬态干扰的保护。因为电压及电流的瞬态干扰是造成电子电路及设备损坏的主要原因，常给人们带来无法估量的损失。这些干扰通常来自于电力设备的起停操作、交流电网的不稳定、雷击干扰及静电放电等,瞬态干扰几乎无处不在、无时不有,使人感到防不胜防。图3中是保护电路在P+和GND之间增加的D4，这是一种很巧妙的瞬态干扰的保护，使用这种器件的使瞬态干扰得到了有效抑制。当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度(最高达1*10-12秒)使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。增加这样一个电路，也为生产和使用电路板时，来作为静电防护的主要手段。

　　最后，需要说明的，锂电池组的电路保护设计，相对其他电路来说是很简单，电路保护芯片也是很多的，利用锂电池保护芯片设计锂电池的单节，双节，3节，4节，乃至更高的节串联组成的电池组的保护电路，原理都是一样的，本文只提出一个3串锂电池的保护设计，希望能起到抛砖引玉的作用……