電子發燒友網報道（文/李寧遠）電池管理IC一直是非常火熱的一類產品，應用合適的電池管理IC可以提高電池供電效率，延長使用壽命，讓系統更加可靠。不同類別的電池管理IC應用大不相同，從電池認證IC到充電器IC，從電量監測到平衡器，還有我們今天關注的——電池保護器。

我們知道，包含鋰基（鋰離子和鋰聚合物）化學電池的電池組具有高能量密度和較長續航時間，但相比其他一些技術鋰電池不具有記憶效應。這些特性使得鋰離子電池非常適合便攜式電子系統，但鋰離子電池需要在額定限值內工作，注重性能和安全性。因此單芯和多芯電池中各種故障情況（包括過壓OV、欠壓、放電過流OCD和過熱OT）的檢測是至關重要的。電池保護器的應用就是為了避免此類故障情況的發生，增強電池組的安全性。

電池保護器、電池監控器、電量監測計如何選擇？

電池保護器、電池監控器以及電量監測計在應用上有一些相似的地方，這些電池管理IC會在某一監測值或者某幾個監測值（電壓、電流、溫度）超出限值時向系統發出信號或者直接進行響應。此類響應可能是向系統發送信號，或是與系統進行通信，抑或是進行一次開關以防止充電或放電，在某些特殊情況下，這個響應甚至可以是直接斷開保險絲。

那么該如何選擇才是最合適的呢？這需要根據電池組類型來確定。對于簡單電池組，一個簡單保護器即可滿足所有保護需求，從集成級別來說，保護器是最簡單基于硬件的保護。這個電池保護器可以是基本過壓保護器，也可以是能夠對欠壓、溫度故障或電流故障進行響應的高級保護器。

電池監控器則在更高節數的電池中所使用。電池監控器測量單節電池的電壓、電池電流和溫度，并將這些數值報告給控制器。電池監控器還可提供電池平衡功能，用以延長電池運行時間并且延長電池壽命。一般電池監控器還包含可配置性較高的IC保護功能。

對于更高級的電池組，則可以使用電量監測計，從集成角度來說，這是集成度最高的一類IC。電量監測計包含了電池監控器的功能，并在其基礎之上集成了高級監測算法。電量計IC可以報告電池的剩余電量、運行時間和充電狀態，并且基于軟件的保護進一步增強了對電池的防護。

如果說電池監控器是大大增加了電池組設計的靈活性，電量監測計則是使電池組設計的集成程度達到了最高，而電池保護器，作為最簡單的基于硬件的保護讓電池組設計的復雜性降至最低。

不同保護類型的電池保護器，均衡功能引入

根據電池保護器不同的保護類型，按照不同的保護等級現在有過壓保護，過壓加放電過流保護，以及過壓加放電過流加過熱保護。不過一般來說，電池組要么需要保護IC只提供最基礎的過壓保護，要么提供全集成的各種保護功能。

一些簡單的電池組可能只需要基本的過壓保護（OVP），電池保護器件在高放電/充電電流運行或電池過度充電情況下提供一個針對過流保護的精確監控和觸發閾值。一般這類只做過壓保護的IC都會監控外部功率FET，以便在高充電或放電電流時提供保護。有些過壓保護IC會集成電荷泵FET驅動器，為單節鋰電池提供高側初級電池保護，實現所有電池電壓的R_dson的一致性。就過壓保護來說目前這些最基本的電池保護IC行業領先的精度在±10mV左右，欠壓保護精度在±20mV左右。

實現一整套的電壓、電流和溫度保護功能的電池保護IC現在更多見，可獨立監控每節電池是否具有過壓、欠壓和開路情況。過熱檢測大部分的做法都是通過增加外部NTC或PTC熱敏電阻來實現。

有的電池保護器還通過集成式FET實現了無需MCU控制的智能電池平衡算法。均衡功能的加入，能夠在充電時，自動為高壓滿電的電池放電，保持串聯中電壓低的電池充電，從而使電池組達到平衡，在多節電池中，電池平衡功能是非常重要的。

初級與次級保護

在一些高芯數的電池組中，過壓保護放電過流保護過熱保護不足以滿足電池組需求，這個時候就需要上面提到的具有電池自主平衡功能的電池保護IC，這類保護IC通常作為初級保護器，這類器件控制充電和放電FET以響應不同類型的保護故障。

而在檢測到過電壓情況時將保險絲將熔斷以防止電池組過充電的保護器屬于次級保護，這是比FET安全系數更高的響應。一般需要次級保護時，電池系統需要配置電池監視器或電量監測計，因為要將電池電壓和電流傳輸到MCU以進行系統級決策，電池監視器一般選擇得更多。

次級保護器獨立監控每節電池是否具有過壓狀態，根據配置如果多節電池中的任何一節存在過壓，次級保護器會在經過固定的延遲后會觸發一個輸出，在過壓狀態滿足指定的延遲計時器條件后，該輸出觸發為高電平狀態將保險絲將熔斷。

小結

鋰電池保護芯片把關電池組安全，起到防止電池過充，過放以及過流的功能。隨著多節鋰電池的應用越來越多，大容量的電池組對保護IC的要求也越來越高，在保證電池組各項安全的前提下，電池保護IC還需要對電池進行均衡，消除電池個體壓差提升電池組的使用性能。