Plăcile obișnuite de protecție a bateriilor cu litiu includ de obicei circuite integrate de control, comutatoare MOS, rezistențe, condensatoare și dispozitive auxiliare FUSE, PTC, NTC, ID, memorie etc. Printre acestea, CI de control controlează comutatorul MOS să conducă în toate condițiile normale, făcând ca celula bateriei și circuitul extern să conducă. Când tensiunea celulei bateriei sau curentul circuitului depășește valoarea specificată, acesta controlează imediat comutatorul MOS să se oprească, protejând siguranța celulei bateriei.

În condiții normale ale plăcii de protecție, Vdd este de nivel înalt, Vss, VM este de nivel scăzut, DO și CO sunt de nivel înalt. Când orice parametru al Vdd, Vss, VM este modificat, nivelul DO sau CO se va modifica.

1. Stare normală

În condiții normale, atât pinii „CO” cât și „DO” ai lui N1 din circuitul de ieșire de înaltă tensiune și ambele MOSFET-uri sunt într-o stare conductivă. Bateria se poate încărca și descărca liber. Datorită impedanței mici de conducere a MOSFET-urilor, care este de obicei mai mică de 30 de miliohmi, rezistența lor de conducere are un impact redus asupra performanței circuitului.

2. Protecție la supraîncărcare

Metoda de încărcare necesară pentru bateriile litiu-ion este curent constant/tensiune constantă. În stadiul inițial de încărcare, este încărcare cu curent constant. Pe măsură ce procesul de încărcare progresează, tensiunea va crește la 4,2 V (în funcție de materialul electrodului pozitiv, unele baterii necesită o valoare constantă a tensiunii de 4,1 V), apoi trece la încărcare cu tensiune constantă până când curentul scade.

În timpul procesului de încărcare a bateriei, dacă circuitul încărcătorului pierde controlul, aceasta va face ca tensiunea bateriei să depășească 4,2 V și va continua încărcarea cu curent constant. În acest moment, tensiunea bateriei va continua să crească. Când tensiunea bateriei este încărcată pentru a depăși 4,3 V, reacțiile chimice secundare ale bateriei se vor intensifica, ducând la deteriorarea bateriei sau probleme de siguranță.

Într-o baterie cu un circuit de protecție, atunci când IC de control detectează că tensiunea bateriei ajunge la 4,28 V (care este determinată de IC-ul de control și diferite IC-uri au valori diferite), pinul „CO” se va schimba de la tensiune înaltă la tensiune zero, determinând T1 să treacă de la conducție la oprit, întrerupând astfel circuitul de încărcare și împiedicând încărcarea excesivă a încărcătorului. În acest moment, datorită prezenței diodei încorporate în corpul lui T1 VD1, bateria poate descărca sarcini externe prin această diodă.

Există încă un timp de întârziere între IC de control care detectează că tensiunea bateriei depășește 4,28 V și emite semnalul de oprire T1. Durata acestui timp de întârziere este determinată de C2 și este de obicei setată la aproximativ 1 secundă pentru a evita aprecierea greșită cauzată de interferență.

3. Protecție la supradescărcare

În timpul procesului de descărcare a sarcinilor externe, tensiunea bateriei va scădea treptat. Când tensiunea bateriei scade la 2,5 V, capacitatea sa a fost complet descărcată. Dacă bateria continuă să descarce încărcătura în acest moment, aceasta va cauza deteriorarea permanentă a bateriei.

În timpul procesului de descărcare a bateriei, atunci când IC de control detectează că tensiunea bateriei este sub 2,3 V (această valoare este determinată de IC de control, iar diferitele IC-uri au valori diferite), pinul său „DO” se va schimba de la tensiune înaltă la tensiune zero, determinând T2 să treacă de la conducție la oprire, întrerupând astfel circuitul de descărcare și împiedicând încărcarea din nou a încărcăturii. În acest moment, datorită prezenței diodei încorporate în corpul lui T2 VD2, încărcătorul poate încărca bateria prin această diodă.

Datorită faptului că tensiunea bateriei nu poate fi redusă și mai mult în starea de protecție la supradescărcare, este necesar ca curentul de consum al circuitului de protecție să fie extrem de mic. În acest moment, CI de control va intra într-o stare de putere redusă, iar consumul de energie al întregului circuit de protecție va fi mai mic de 0,1 μ A. Există, de asemenea, un timp de întârziere între momentul în care CI de control detectează că tensiunea bateriei este sub 2,3 V și momentul în care trimite un semnal T2 de oprire. Durata acestui timp de întârziere este determinată de C2 și este de obicei setată la aproximativ 100 de milisecunde pentru a evita aprecierea greșită cauzată de interferență.