CMD1402为锂电池保驾护航
便携式穿戴设备的更新迭代不断地促进着锂电池保护技术的发展与成熟，与此同时，随着低功耗半导体元器件的飞速发展，使得锂电池电路在静态下的功耗进一步降低，优秀的优值系数更是提高了锂电池在动态条件下电能的有效转换率，从而延长了负载的工作时间。
锂电池内部的电化学反应
锂电池充放电过程就是离子在两个电极之间做往复运动。充电时，正极会电解出锂离子,锂离子从正极流出通过电解液进入负极，在负电极锂离子处于富集状态。放电状态时锂离子运动则相反。试想，如果对过程中锂离子运动不加以限制的话，将导致在charge过程中正极离子转移太多，在discharge过程中负极离子转移过多。容易造成过充与过放的危险。无论电池的过充还是过放，不仅对电池正常使用造成极大的损害，同时也给电池使用对象构成极大威胁。所以，有必要对这种电化学反应经行精准干预，这种干扰往往通过在电池外围增加干扰电路，习惯叫做电路保护电路，电路保护板。
锂电池保护机理
下图是某单节锂电池保护芯片参数，
由于电路保护板的存在，使得充放电过程得到有效精准的控制，保障了锂电池的正常工作。通常，单节锂电池最大充电电压值为4.2V左右，保护电路设置的保护电压值相对会较高，一般为4.5V，当锂电池充电电压超过4.5V即为过充。放电的门限电压为2.7V，保护电路设置的保护电压相对较低，有的为2.2V，当对外放电至2.2V以下，即为过放。
图一是基于CMD1402设计的锂电池保护原理图。P+与P-为电池连接器上的VBAT+与VBAT-即主要与负载直接连接供电。U1为保护控制芯片。通过与其构成的检测回路反馈的信号，作出判断，进而打开或者关闭MOS管开关1和MOS管开关2，以保证充放电的正常工作。B+，B-为电池电芯的正负极。ID方面，MCU通过读取ID管脚电阻的阻值来获悉电池的类型信息。TH端接的是一个NTC电阻，根据NTC电压，利用AC/DC数模转换，获取对应的温度值，从而保障电池在高温时可以停止充电。
CMD1402为锂电池保驾护航
核心优势
CMD1402是一款击穿电压BVDSS=20V沟槽工艺场效应晶体管，具有能够承担一定功率的能力，提供TO-252、TO-251两种封装，封装如图所示，这两种封装都具有优秀的散热设计,保障其在大电流高功率导通工作条件下不发热。阈值电压VGS(th)不超过1.2V,低阈值电压使其驱动电路变的简单，可以直接用控制芯片IC驱动。击穿电压BV=20V,用于锂电池保护电路中凸显出经济性。另外，CMD1402还具有相对较强的GFS跨导特性，使得工作在不同的工作区域（线性区，恒流区，截至区），都能有相对宽的偏置电压被控制。漏源电流可达到50A，在低压情况下具有卓越的功率输送能力，除了适用于锂电池，还可用在小功率电机，电源DC模块，太阳能控制器也是不二选择。
降低能耗：
在锂电池保护中电路中，低功耗尤为重要。CMD1402低的饱和导通内阻（RDSON仅为4.1mΩ）实现了极低的功耗，使其在电路应用中，无论是静态待机状态还是动态工作过程均有效降低电池电能损耗。低功耗设计不仅延长了电池续航时间，还对提升电池及设备整体运行效率至关重要。
电路板的工作情况：
1. 正常工作状态
在正常工作状态下，电路中U1的“CO”与“DO”都输出高电平，两个MOS管都导通，构成了回路，电池便可以进行充电与放电。CMD1402 MOS管的导通电阻只有4.1MΩ左右。
2. 过充保护
电池在充电过程中分为三个阶段，分别为涓流充电，恒流充电以及恒压充电。涓流充电即充电使得电芯电压达到规格书中的要求电压，一般为3V，这个过程MOS管工作在线性区，沟道打开较小，MOS电阻较大，电流非常的小。待电池电压充电达到3.0V以后，便进入恒流充电，此时电流恒定，电压不断增大。当电压值增大到4.2V时，转换为恒压充电，此时电流会越来越小直至充满。(充电电压根据控制芯片U1的不同，电压值也略有差异)
有了锂电池保护板，就不用担心这些问题。保护板控制IC会检测VDD-VSS压差，当压差超过保护值时，IC控制“CO”脚将由高电平转换为低电平，此时MOS管关断，形成断路，从而起到了充电保护的作用。
控制IC在检测到电池电压超过规定值关断MOS管这一过程，存在一定的延时，目的是为了避免因干扰而造成误判，同时在电池方面，延迟一般为1s左右。
3. 过放保护
电池在接上负载放电时，电压会一直下降。当电池电压低至设定值时(一般为2.7V)，其电池容量被预设系统判定为O。放电过程中，当出现过放，即放电至2.7V后，电池还在放电，且达到保护板设定的电压值时(一般为2.5V)，控制IC检测电芯电压后，将“DO”脚将由高电平转换为低电平，使得充电管理mos管关断，从而切断放电回路，此时电池无法对负载进行放电，起到了保护的作用。
遇到过放恢复的办法
充电侧MOS管存在体二极管，连接充电器，通过体二极管对电池进行充电，恢复至电芯2.5V后解除保护板的保护，MOS管导通，形成完整回路，电池达到2.7V后开机。
4. 过流保护
根据锂电池的电化学特性，在出厂之前电池厂家对充电与放电电流进行设限，当超过这个上限时，将会导致电池的永久性损坏。
例如，放电过程，电池在正常放电时，放电电流会经过串联在一起的MOS管，由于MOS管自身存在导通阻抗，其两端产生一个电压，电压值为U=2*I*RDSON，RDSON为单个MOS管的导通阻抗。控制IC会对VM脚的电压值不断的检测。若负载因为某种原因导致回路电流过大，使得MOS管的导通压降大于规定值时，其“DO”脚将会由高电平转换为低电平，使得充电管理MOS管关断，从而切断回路，使得回路电流为0，起到过电流保护作用。
5. 短路保护
电池在对负载放电时，若回路电流大到使得VM脚检测到的电压值大于规定值时，控制IC则判断为负载短路，其“DO”脚将迅速由高电平转换为低电平，使得Q充电管理MOS管由导通变为关断，从而切断放电回路，起到短路保护的作用。短路保护的延时时间较短，通常是微秒级别。且短路保护的电流值远大于过流保护的电流值。
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