近年来，从移动电话、PDA等为代表的携带式电子产品，进而到笔记本电脑、VTR等等皆急遽的开始采用锂离子二次(可再充电)电池。这是因为，锂离子二次电池能符合携带式电子产品在小型、轻量及长时间使用上的需要。然而，另一方面，锂离子二次电池需要过充和过放等的保謢，所以，通常在电池包里会放置IC保护回路。笔者将会在后面，为读者们介绍锂离子二次电池保护用IC所扮演的角色以及对应于各直列接续数最适合的IC。

锂离子二次电池保护IC的角色

锂离子二次电池，会因为用户的错误使用，而造成过充产生电池温度上升。再者，因为电解液的分解而产生瓦斯，使得内部压力上升，和金属锂等的释出，而造成有起火及破裂的危险性。相反地，进行放电时，过放的场合下，会分解电解液，使得电池的特性产生劣化。

而为了避免过充及过放产生安全性的问题，以及防止电池特性的劣化，在锂离子电池包中，放置了保护回路，这个回路的例子以(图一)来表示。基本上，是由2个FET和专用的IC(以下称为保护IC)所构成。保护IC的作用就在于监视着电池电压，控制着２个FET的GATE，而FET，分别实行着控制过充和过放的功能。

《图一 》

a.锂离子二次电池保护用IC的基本动作：

关于锂离子二次电池的保謢，必须具有以下3个保护的机能。

．过充的检定：防止电池的特性劣化、起火及破裂。安全性的确保。

．过放的检定：防止电池特性劣化。确保其耐久使用次数。

．过电流的检定：防止FET的破坏。短路保护及确保搬运时的安全性。

以上3种保护，是以使用保护回路来实现，经由此种回路设计，进而谋求其电池包的安全性和信赖性上的提升。

b.通常状态：

在通常的状态下，可自由的充放电。因而，像(图二)所示，控制用的FET皆成为ON的状态。为了有效地利用放电电流及充电电流、在FET里，采用了小的ON抵抗的POWER MOS。

《图二 》

c.过充保护动作：

过充保护，是指在达到某个电池电压(以下称为过充电检出电压)时，则禁止由充电器继续充电。也就是说，将控制过充的FET变成OFF的状态，停止充电电流的流动。电池包，如同(图三)所示，将控制充电的FET的Gate成为OFF状态，进而停止充电的动作。但是，过充检出之后，负载上的放电必须是可行的才可以。

《图三 》

过充检出电压的误差值，一方面渐渐地提高电池的安全性（防止内压上升）另一方面，由于高容量的需求，进而要求提高其精确度。另外，过充电检出，对应于脉冲充电及由于噪声而发生的误动作，因而需要延迟时间的设定。最近的保护IC，可以利用外接电容，而自由设定延迟时间。

d.过放保护动作：

过放保护动作，是在电池电压变低时，停止负载上的放电。之后，等接续充电器后，再实行其充电的动作。电池包，如同(图四)所示，将控制过放的FET的Gate变成OFF的状态，禁止其放电。恰好与过充电检出时的动作相反。

《图四 》

由于过放检出电压以下，电池电压不能再降低的缘故，因而彻底地要求保护用IC消费电流的极小化。再者，为了对应于脉冲放电，过放检出里设有延迟时间的情形也很多。

e.过电流保护动作：

过电流保护动作，是在消费大电流时，停止其对负载时的放电。此目的在于保謢电池及FET，和电池包运送时其安全性的确保。再者，过电流检出，是将FET的ON电阻当成sense电阻处理，监视其电压的下降情形。若比所定的电压（过电检出电压）还高，则立即停止其放电动作。过电流检出电压(图五)，因为在降低FET的ON电阻的竞争上，进而更要求其高精度化。

《图五 》

并且，过电流检出，必需设置延迟时间。若没有延迟时间，当容量里有突然的电流流入时，会检测出过电电流，而使得放电停止。因此，近来的保护IC，皆分为在短路时和有突然电流流入时两种不同阶段的检出。过电流检出之后，若与负载脱离，会回复其通常状态，可以再实行其充放电的功能。

锂离子二次电池保护IC的种类

锂离子二次电池包，在驱动携带式电子产品的电池上所使用的保护IC皆不相同。(表一)所列出的是，根据其直列接续数所应用的产品。

《表一 各种电池包的用途和保护IC》

以Seiko instruments的保护IC为例，其过充电检出电压的精准度为±２５mV(温度=２５℃)，算是非常高精度化，另外，当Power down时的消费电流也小到只有0.14μA(温度为-40℃~85℃)，全部采用以往的实绩所培育出的技术，以确保其高信赖性（过充电补助检出电压），因此，非常适于强调安全性的锂离子电池所使用的保护用IC。再者，由于采用小型包装，且外接零件也减少的情况下，极为有利于电池包的小型及薄型化的要求。

锂离子二次电池保护IC的未来

a.保护机能的检讨：

并非皆需具备过充、过放及过电流保护的机能，例如，划分其机能，将来，也许会采用只有过放电保护机能的保护IC，构成其保护回路。

b.过充电检出电压更高精度化：

为了提高电池包的安全性以求更且大容量化，因而十分要求过充电检出电压的高精度化。现在，±25mV(温度＝25℃的条件下)，为精准度最高，但往后在其温度范围内，会被要求同样能达到最高精准。

c.Low Cost及高安全性：

在保护回路上，正以重视成本及重视安全性等二极化进行。在这种情形下，未来可划分为：保护IC及Reset IC等单品IC所制成的简略化的东西，和使用专用IC等二大形态。

d.控制IC和外部FET的One Package IC化：

在考虑空间的情况下，将控制IC和外接FET采用One Package IC化，是有利的作法。但是，由于FET能选择的范围有限，再加上FET的热影响会产生控制系统的误动作和破坏等情形，基于在安全性的考虑，采用One Package IC化，不会是最佳的选择。

e.汽车用保护IC：

锂离子二次电池的最大市场为汽车电池的市场。与携带式电子产品相比较，由于容量变大，因此其安全性的要求会更加强烈，以往的保护机能可能有所不足，因此，如何对应其变化，是今后重要的课题。

f.次世代二次电池用保护IC：

目前各家电池厂商，皆快速的开发次世代二次电池(Lithium Ion Polymer)，并宣称最后将会不需要使用保护回路。但是，并非马上真的不需要保护回路，只是，变成使用只具有一部分的保护机能的保护回路，因而可以推想，今后保护用IC会有简化的趋势。