中心議題：

• 電池保護和切換功能

解決方案：

• 用兩個二極管“或”的方式即可實現
• 用MOSFET作為切換和保護開關

為了盡可能延長電池的使用壽命，大多數便攜式設備采用內、外兩種供電模式：沒有外部電源時采用設備自帶的電池供電；當(dang)有(you)外(wai)部(bu)電(dian)源(yuan)接(jie)入(ru)時(shi)立(li)即(ji)切(qie)換(huan)到(dao)外(wai)部(bu)電(dian)源(yuan)。這(zhe)樣(yang)，就(jiu)需(xu)要(yao)一(yi)套(tao)專(zhuan)門(men)的(de)電(dian)路(lu)來(lai)檢(jian)測(ce)是(shi)否(fou)有(you)外(wai)部(bu)電(dian)路(lu)接(jie)入(ru)，同(tong)時(shi)，還(hai)需(xu)要(yao)一(yi)套(tao)電(dian)路(lu)來(lai)控(kong)製(zhi)電(dian)源(yuan)切(qie)換(huan)開(kai)關(guan)。此(ci)外(wai)
，目(mu)前(qian)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)設(she)備(bei)采(cai)用(yong)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)。鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)具(ju)有(you)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)高(gao)、無記憶效應等優點
，但它的缺點也很明顯，相比傳統的鎳鎘、鎳氫電池更為脆弱。鋰離子電池對於過充、過放非常敏感，過度的充電和放電會嚴重影響其使用壽命。

因此，在一些高端設備所用的電池中，例如手機
、bijibendeng，douzuzhuangleyigebaohuban，duidianchidechongfangdianjinxingbaohu。danshi，zaiyixiezhongdiduandianchizhong，chuyuchengbenkaolvzhizaoshangbingmeiyoujiabaohuban，xuyaozaidianchiwaibuduidianchijinxingchong、放(fang)電(dian)保(bao)護(hu)。充(chong)電(dian)保(bao)護(hu)可(ke)以(yi)由(you)合(he)理(li)的(de)充(chong)電(dian)器(qi)設(she)計(ji)來(lai)提(ti)供(gong)
，放(fang)電(dian)保(bao)護(hu)就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)負(fu)載(zai)端(duan)來(lai)實(shi)施(shi)了(le)。這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)另(ling)一(yi)套(tao)電(dian)路(lu)來(lai)檢(jian)測(ce)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)，當(dang)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)降(jiang)到(dao)保(bao)護(hu)點(dian)時(shi)切(qie)斷(duan)供(gong)電(dian)通(tong)路(lu)，停(ting)止(zhi)放(fang)電(dian)。

最簡單的電源切換電路用兩個二極管“或”的方式即可實現
，但二極管的正向壓降會浪費掉可觀的電池電量。以單節鋰離子電池為例，額定放電電壓約為3.7V，那麼0.7V的二極管正向壓降使近20%的電池電量白白浪費掉。即使采用正向壓降更低（0.3V-0.4V）的肖特基二極管，也會有將近10%的電量被浪費掉。而肖特基二極管比較大的反向漏電（毫安級）又會產生另外一些問題。二極管也無法提供放電保護

，需要額外增加開關及控製電路來做過放保護。

比較理想的方案是用MOSFET作為切換和保護開關。MOSFET具有毫歐級的導通電阻，它所引起的壓降幾乎可以忽略。當電池電壓過低時也可以利用MOSFET切斷供電通路
，保護電池。但需要設計一套專門的電路來檢測電壓和驅動MOSFET柵極。可以用一些標準電壓比較器、電壓基準和分離元件實現這部分功能，但這會增加電路的元件數和複雜度，增大靜態功耗。

Maxim的MAX4838-MAX4842係列過壓保護控製器設計用於為電路提供過、欠壓保護，IC內部集成了電壓監視電路和高端N溝道MOSFET驅動器，正好可以借用它來實現上述控製。圖1就是一個針對單節鋰離子電池的應用而設計的應用電路。


圖1利用MAX4842過壓保護IC實現電池切換和保護

該設計利用MAX4842的欠壓鎖定功能（UVLO）實現對於電池的放電保護。MAX4842的欠壓鎖定門限為2.8V-3.2V，單節鋰離子電池的放電終止電壓為2.7V左右，電池放電到3.2V時也基本放空（如圖2所示），因此，無需任何調整，該門限範圍恰好適用於單節鋰電池。

另外，MAX4842的過壓保護門限為4.4V-5.0V，也高於單節鋰電的4.2V上限電壓。電源切換電路是利用MAX4842的使能控製引腳/EN配合分壓電阻R1/R2實現的。當沒有外部電源接入時
，如果電池電壓高於2.8V-3.2V的保護門限，/EN被R2拉低，MAX4842驅動Q1
、Q2的柵極為高電平使其導通，電池為負載供電
；當有外部電源接入時，通過R1/R2分壓後在/EN引腳上產生的電壓高於1.47V後MAX4842被禁止
，Q1、Q2被關閉
，由外部電源給負載供電。圖中的二極管D2用於阻斷灌入外部電源的反向電流，並防止/EN被錯誤拉高。由於它串在外部供電通路上，損失一點效率沒有關係。



圖2700nAh鋰離子電池已不同速率放電時的放電曲。