CN104779589A - 电池保护电路及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种电池保护电路及系统,包括:功率管、电池和检测电路;检测电路包括电源端、驱动端、公共端和充/放电过流检测端;电源端与电池的正极相连接,通过第一充放电端口充电或放电;电池的负极与公共端相连接,并且与功率管的漏极相连接;功率管的栅极与驱动端相连接;功率管的体端通过第一开关电路与功率管的漏极相连接,以及通过第二开关电路与功率管的源极相连接;功率管的源极和充/放电过流检测端均连接第二充放电端口。本发明有效的降低了功率管的功耗,并且功率管和检测电路可以被集成,形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池保护技术领域,尤其涉及一种电池保护电路及系统。
背景技术
随着锂电池越来越广泛应用于消费电子领域,它的安全性也愈发重要。锂电池保护电路可以对锂电池进行过充电保护、过放电保护、放电过流保护和短路保护等。图1为现有技术的一种电池保护电路的电路图,包含检测电路和外围功率管等电路。在锂电池正常电压范围内,功率管M01和M02均导通,无论P+P-之间接入充电器还是负载,锂电池均可正常充放电。当锂电池电压高于过充电保护阈值Voc时,M01关断(M02仍导通),这样切断了充电环路。当锂电池电压低于过放电保护阈值Vod时,M02关断(M01仍导通),这样切断了放电环路。
当锂电池电压处于过充电保护状态时,一旦P+P-之间接入负载,环路中会存在放电电流。此时,放电电流流过功率管M01的寄生二极管D1。一般而言,二极管的导通压降在0.6V左右。这样,功率管M1的功耗为0.6×放电电流。同理,当锂电池电压处于过放电保护状态时,一旦P+P-之间接入充电器,环路中会存在充电电流。此时,充电电流流过功率管M02的寄生二极管D2。这样,功率管M02的功耗为0.6×充电电流。
可见,在这两种状态下分别加负载和充电器时,相应的功率管的功耗比较大,放电电流相对更大,不能适用于大电流应用场合。并且,检测电路外部有两个功率管开关,成本较高。
发明内容
本发明基于该锂电池保护电路,设计一种具有单功率管低功耗新型保护电路,可以实现更小的导通电阻,应用在大电流负载的场合。而且该单功率管可以被集成,这样降低了外围器件的成本。
为实现上述目的,本发明提供了一种电池保护电路,该电池保护电路包括:功率管、电池和检测电路;
所述检测电路包括:电源端VDD、驱动端VDRV、公共端GND和充/放电过流检测端VM;
所述电源端VDD与所述电池的正极相连接,通过第一充放电端口P+充电或放电;所述电池的负极与所述公共端GND相连接,并且与所述功率管的漏极相连接;所述功率管的栅极与所述驱动端VDRV相连接;所述功率管的体端BULK通过第一开关电路与所述功率管的漏极相连接,以及通过第二开关电路与所述功率管的源极相连接;所述功率管的源极和充/放电过流检测端VM均连接第二充放电端口P-;
优选地,当所述第二充放电端口P-的电压大于所述公共端GND的电压时,所述第一开关K1导通,所述第二开关K2断开,所述功率管的体端BULK和所述公共端GND连接;当所述第二充放电端口P-的电压值小于所述公共端GND的电压值时,所述第一开关K1断开,所述第二开关K2导通,所述功率管的体端BULK和第二充放电端口P-连接。
优选地,当所述电池处于过充/放电状态,并且不接入负载/充电器时,所述驱动端VDRV连接到所述公共端GND,所述驱动端VDRV为低电平,所述功率管截止。
优选地,所述检测电路包括:第一调节电路和第二调节电路。
当所述电池处于过放电状态,所述第一充放电端口P+和所述第二充放电端口P-之间接入充电器时,所述功率管的体端BULK连接到所述第二充放电端口P-;所述第一调节电路调节所述驱动端VDRV电压升高,使所述驱动端VDRV电压与所述第二充放电端口P-之间的压差大于所述功率管的开启电压,所述功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节所述第二充放电端口P-,使所述第二充放电端口P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于0V;
当所述电池处于过充电状态,所述第一充放电端口P+和所述第二充放电端口P-之间接入负载时,所述功率管的体端BULK连接到所述公共端GND;所述第二调节电路,调节所述驱动端VDRV电压升高,使所述驱动端VDRV电压大于所述功率管的开启电压,所述功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节所述第二充放电端口P-,使所述第二充放电端口P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。
优选地,所述第一调节电路包括:第一场效应管M1、第二场效应管M2和第三场效应管M3。
所述驱动端VDRV与所述第二场效应管M2的漏极相连接;所述电源端VDD与所述第二场效应管M2的源极相连接;所述第二场效应管M2的栅极与所述第一场效应管M1的漏极相连接,并且与所述电源端VDD相连接;所述第一场效应管M1的源极与所述第二充放电端口P-相连接;所述第一场效应管M1的栅极与所述第三场效应管M3的漏极相连接,并且与所述电源端VDD相连接;所述第三场效应管M3的栅极与所述电源端VDD相连接;所述第三场效应管M3的源极与所述公共端GND相连接。
优选地,所述第一调节电路还包括:第三开关K3、第四开关K4、第一电流源I1、第二电流源I2和第三电流源I3。
所述公共端GND和所述驱动端VDRV通过串联的所述第三开关K3和所述第一电流源I1相连接;所述驱动端VDRV和所述电源端VDD通过串联的所述第四开关K4和所述第二电流源I2相连接;所述第三场效应管M3的栅极和所述电源端VDD通过所述第三电流源I3相连接。
优选地,所述第一调节电路还包括:第一电阻R1和第二电阻R2。
所述电源端VDD和所述第三功率管M3的栅极通过所述第一电阻R1相连接;所述第三场效应管M3的漏极和所述电源端VDD通过所述第二电阻R2相连接。
优选地,所述第二调节电路还包括:第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7和第八场效应管M8。
所述第八场效应管M8的漏极与所述驱动端VDRV相连接;所述第八场效应管M8的源极与所述电源端VDD相连接;所述第八场效应管M8的栅极与所述第七场效应管M7的栅极和漏极相连接,并且与所述第五场效应管M5的漏极相连接;所述第七场效应管M7的源极与所述电源端VDD相连接;所述第五场效应管M5的源极与所述公共端GND相连接;所述第五场效应管M5的栅极与所述第六场效应管M6的栅极和漏极相连接,并且与所述电源端VDD相连接;所述第六场效应管M6的源极与所述公共端GND相连接;所述第四场效应管M4的栅极与所述电源端VDD相连接;所述第四场效应管M4的源极与所述第二充放电端口P-相连接;所述第四场效应管M4的漏极与所述驱动端VDRV相连接。
优选地,所述第二调节电路还包括:第五开关K5、第六开关K6、第四电流源I4和第五电流源I5。
所述第四场效应管M4的漏极和所述驱动端VDRV通过所述第五开关K5相连接;所述驱动端VDRV和所述电源端VDD通过串联的所述第六开关K6和所述第四电流源I4相连接;所述第四场效应管的栅极和所述电源端VDD通过所述第五电流源I5相连接。
优选地,所述第二调节电路还包括:第三电阻R3。
所述电源端VDD和所述第六场效应管M6的漏极通过所述第三电阻R3相连接。
优选地,所述功率管和所述控制电路集成设置为一块芯片。
本发明还提供了一种电池保护系统,该系统包括本发明实施例所述的电池保护电路。
本发明实施例提供的电池保护电路及系统,当电池电压处于过充电状态时,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入负载,功率管发生开启并工作在可变电阻区,同时第二充放电端口P-端的电压被调节至0.1V且大于等于0V。当电池电压处于过放电状态时,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入充电器,功率管发生开启并工作在可变电阻区,同时第二充放电端口P-端的电压被调节至-0.1V且小于等于0V。有效的降低了功率管的功耗,并且功率管和检测电路可以被集成,形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。
附图说明
图1为现有技术的一种电池保护电路的电路图;
图2为本发明实施例提供的一种电池保护电路的电路图;
图3为本发明实施例提供的一种调节电路的电路原理图;
图4为本发明实施例提供的另一种调节电路的电路原理图;
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明,实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图2本发明实施例提供的一种电池保护电路的电路图,如图2所示,该电池保护电路包括:功率管、电池和检测电路;
检测电路包括:电源端VDD、驱动端VDRV、公共端GND和充/放电过流检测端VM;
电源端VDD与电池的正极相连接,通过第一充放电端口P+充电或放电;电池的负极与公共端GND相连接,并且与功率管的漏极相连接;功率管的栅极与驱动端VDRV相连接;功率管的体端BULK通过第一开关K1与功率管的漏极相连接,以及通过第二开关K2与功率管的源极相连接;功率管的源极和充/放电过流检测端VM均连接第二充放电端口P-;
具体地,当第二充放电端口P-的电压值大于公共端GND的电压值时,第一开关K1导通,所述第二开关K2断开,功率管的体端BULK和公共端GND连接;当第二充放电端口P-的电压值小于公共端GND的电压值时,第一开关K1断开,第二开关K2导通,功率管的体端BULK和第二充放电端口P-连接。
需要说明的是,第一功率管的体端BULK不是固定接在源极或漏极,而是被第一开关K1和第二开关K2选择性地连接到源极或漏极。
具体地,当电池处于过充/放电状态,并且不接入负载/充电器时,驱动端VDRV连接到公共端GND,驱动端VDRV为低电平,功率管截止。
具体地,检测电路包括:第一调节电路和第二调节电路。
当电池处于过放电状态,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入充电器时,功率管的体端BULK连接到第二充放电端口P-;第一调节电路调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于0V;这样可以使得功率管上的导通压降一直保持不变,等于第二充放电端口P-和公共端GND之间的电压差,而且该导通压降可以被控制在了一个较小的范围内,因此可以降低功耗;
当电池处于过充电状态,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入负载时,功率管的体端BULK连接到公共端GND;第二调节电路调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。这样可以使得功率管上的导通压降一直保持不变,等于第二充放电端口P-和公共端GND之间的电压差,而且该导通压降可以被控制在了一个较小的范围内,因此可以降低功耗;
具体地,功率管和控制电路集成设置为一块芯片。
需要说明的是,功率管和检测电路可以被集成,形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。
图3为本发明实施例提供的一种调节电路的电路原理图,如图3所示,该调节电路包括:功率管、电池、检测电路、第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第三开关K3、第四开关K4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流源I1、第二电流源I2和第三电流源I3。
驱动端VDRV与第二场效应管M2的漏极相连接;电源端VDD与第二场效应管M2的源极相连接;第二场效应管M2的栅极与第一场效应管M1的漏极相连接,并且与电源端VDD相连接;第一场效应管M1的源极与第二充放电端口P-相连接;第一场效应管M1的栅极与第三场效应管M3的漏极相连接,并且与电源端VDD相连接;第三场效应管M3的栅极与电源端VDD相连接;第三场效应管M3的源极与公共端GND相连接。
具体地,公共端GND和驱动端VDRV通过串联的第三开关K3和第一电流源I1相连接;驱动端VDRV和电源端VDD通过串联的第四开关K4和第二电流源I2相连接;第三场效应管M3的栅极和电源端VDD通过第三电流源I3相连接。
具体地,电源端VDD和第三功率管M3的栅极通过第一电阻R1相连接;第四功率管M4的漏极和电源端VDD通过第二电阻R2相连接。
检测电路包括:电源端VDD、驱动端VDRV、公共端GND和充/放电过流检测端VM;
电源端VDD与电池的正极相连接,通过第一充放电端口P+充电或放电;电池的负极与公共端GND相连接,并且与功率管的漏极相连接;功率管的栅极与驱动端VDRV相连接;功率管的体端BULK通过第一开关K1与功率管的漏极相连接,以及通过第二开关K2与功率管的源极相连接;功率管的源极和充/放电过流检测端VM均连接第二充放电端口P-;
具体地,当第二充放电端口P-的电压值大于公共端GND的电压值时,第一开关K1导通,所述第二开关K2断开,功率管的体端BULK和公共端GND连接;当第二充放电端口P-的电压值小于公共端GND的电压值时,第一开关K1断开,第二开关K2导通,功率管的体端BULK和第二充放电端口P-连接。
需要说明的是,第一功率管的体端BULK不是固定接在源极或漏极,而是被第一开关K1和第二开关K2选择性地连接到源极或漏极。
具体地,当电池处于过充/放电状态,并且不接入负载/充电器时,驱动端VDRV连接到公共端GND,驱动端VDRV为低电平,功率管截止。
具体地,检测电路包括:第一调节电路和第二调节电路。
当电池处于过放电状态,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入充电器时,功率管的体端BULK连接到第二充放电端口P-;第一调节电路调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于0V;
当电池处于过充电状态,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入负载时,功率管的体端BULK连接到公共端GND;第二调节电路调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。
具体地,功率管和控制电路集成设置为一块芯片。
需要说明的是,功率管和检测电路可以被集成,形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。
当电池处于过放电状态(比如电池电压为2V)时,驱动端VDRV为低电平,功率管截止。第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入充电器(5V),第二充放电端口P-端电压被拉低至负电压。第二充放电端口P-端电压小于公共端GND电压,功率管的体端BULK连接到第二充放电端口P-。检测电路内部通过一个调节电路,调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于0V。图3显示了该状态下检测电路内部调节电路的一个实现方式。在过放电状态下,第三开关K3闭合,第四开关K4断开;不接入充电器时,驱动端VDRV电压值被拉低到GND,功率管截止。接入充电器后,第二充放电端口P-端电压被拉低至负电压。第二充放电端口P-端电压值小于公共端GND电压值,功率管的体端BULK连接到第二充放电端口P-。第一场效应管M1和第三场效应管M3构成电流镜,第三电流源I3为基准电流,第二电阻R2为偏置电阻,第一电阻R1为限流电阻。功率管、第一场效应管M1和第二场效应管M2构成了一个电压调节负反馈环路,使第二充放电端口P-端电压和驱动端VDRV电压处于稳定状态。其中,第二充放电端口P-电压值由第一场效应管M1、第三场效应管M3、第二电阻R2和基准电流I3组成的钳位电路决定。根据KVL定理,
I3×R2+Vgs1+Vp-=Vgs3,即Vp-=-I3×R2+(Vgs3-Vgs1)
如果Vgs3≈Vgs1,则Vp-=-I3×R2
可见,选择第三电流源I3和第二电阻R2的值,可以令第二充放电端口P-端的电压大于二极管电压-0.6V。此处,令第二充放电端口P-端电压为-0.1V,这样就降低了功率管的功耗。流过第一场效应管M1的电流,在第一电阻R1上产生压降之后,开启第二场效应管M2。这样就升高了驱动端VDRV电压,当驱动端VDRV电压与功率管的开启电压差值在[0,0.5]区间范围内,功率管就会发生开启并工作在可变电阻区。
图4为本发明实施例提供的另一种调节电路的电路原理图,如图4所示,该调节电路包括:功率管、电池、检测电路、第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7、第八场效应管M8、第五开关K5、第六开关K6、第三电阻R3、第四电流源I4和第五电流源I5。
第八场效应管M8的漏极与所述驱动端VDRV相连接;第八场效应管M8的源极与电源端VDD相连接;第八场效应管M8的栅极与第七场效应管M7的栅极和漏极相连接,并且与第五场效应管M5的漏极相连接;第七场效应管M7的源极与电源端VDD相连接;第五场效应管M5的源极与公共端GND相连接;第五场效应管M5的栅极与第六场效应管M6的栅极和漏极相连接,并且与电源端VDD相连接;第六场效应管M6的源极与公共端GND相连接;第四场效应管M4的栅极与电源端VDD相连接;第四场效应管M4的源极与第二充放电端口P-相连接;第四场效应管M4的漏极与驱动端VDRV相连接。
具体地,第四场效应管M4的漏极和驱动端VDRV通过第五开关K5相连接;驱动端VDRV和电源端VDD通过串联的第六开关K6和第四电流源I4相连接;第四场效应管的栅极和电源端VDD通过第五电流源I5相连接。
具体地,电源端VDD和第六场效应管M6的漏极通过第三电阻R3相连接。
检测电路包括:电源端VDD、驱动端VDRV、公共端GND和充/放电过流检测端VM;
电源端VDD与电池的正极相连接,通过第一充放电端口P+充电或放电;电池的负极与公共端GND相连接,并且与功率管的漏极相连接;功率管的栅极与驱动端VDRV相连接;功率管的体端BULK通过第一开关K1与功率管的漏极相连接,以及通过第二开关K2与功率管的源极相连接;功率管的源极和充/放电过流检测端VM均连接第二充放电端口P-;
具体地,当第二充放电端口P-的电压值大于公共端GND的电压值时,第一开关K1导通,所述第二开关K2断开,功率管的体端BULK和公共端GND连接;当第二充放电端口P-的电压值小于公共端GND的电压值时,第一开关K1断开,第二开关K2导通,功率管的体端BULK和第二充放电端口P-连接。
需要说明的是,第一功率管的体端BULK不是固定接在源极或漏极,而是被第一开关K1和第二开关K2选择性地连接到源极或漏极。
具体地,述电池处于过充/放电状态,并且不接入负载/充电器时,驱动端VDRV连接到公共端GND,驱动端VDRV为低电平,功率管截止。
具体地,检测电路包括:第一调节电路和第二调节电路。
当电池处于过放电状态,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入充电器时,功率管的体端BULK连接到第二充放电端口P-;第一调节电路调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于0V;
当电池处于过充电状态,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入负载时,功率管的体端BULK连接到公共端GND;第二调节电路调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。具体地,功率管和控制电路集成设置为一块芯片。
需要说明的是,功率管和检测电路可以被集成,形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。
当电池处于过充电状态时,驱动端VDRV为低电平,功率管截止。第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入负载,第二充放电端口P-端电压被拉高。第二充放电端口P-端电压值大于公共端GND的电压值,功率管的体端BULK连接到公共端GND。检测电路内部通过一个调节电路,调节驱动端VDRV电压升高,使驱动端VDRV电压与第二充放电端口P-之间的压差大于功率管的开启电压,功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节第二充放电端口P-,使第二充放电端口P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。图4显示了该状态下检测电路内部调节电路的另一个实现方式。在过充电状态下,第五开关K5闭合,第六开关K6断开;不接入负载时,驱动端VDRV电压被拉低到GND,功率管截止。接入负载后,第二充放电端口P-端电压被拉高。第二充放电端口P-端电压大于GND,功率管的体端BULK连接到GND。第四场效应管M4、第五场效应管M5和第六场效应管M6构成电流镜,第五电流源I5为基准电流,第三电阻R3为偏置电阻。第七场效应管M7和第八场效应管M8构成电流镜。功率管和第四场效应管M4构成了一个电压调节负反馈环路,使第二充放电端口P-电压和驱动端VDRV电压处于稳定状态。其中,第二充放电端口P-端电压值由第四场效应管M4、第六场效应管M6、第三电阻R3和基准电流I5组成的钳位电路决定。根据KVL定理,
I5×R3+Vgs6=Vp-+Vgs4,即Vp-=I5×R3+(Vgs6-Vgs4)
如果Vgs6≈Vgs4,则Vp-=I5×R3
可见,选择第五电流源I5和第三电阻R3的值,可以令第二充放电端口P-的电压值小于二极管电压0.6V。此处,令第二充放电端口P-电压为0.1V,这样就降低了功率管的功耗。流过第六场效应管M6的电流,经过电流镜像之后流过第八场效应管M8,这样就升高了驱动端VDRV电压,当驱动端VDRV电压与功率管的开启电压差值在[0,0.5]区间范围内,功率管就会发生开启并工作在可变电阻区。
在电池未处于过放电状态和过充电状态时,第四开关K4和/或第六开关K6导通,以拉高驱动端VDRV的电压,全开启所述功率管。
综上,本发明实施例提供的电池保护电路及系统,当电池电压处于过充电状态时,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入负载,功率管发生开启并工作在可变电阻区,同时第二充放电端口P-端的电压被调节至0.1V且大于等于0V。当电池电压处于过放电状态时,第一充放电端口P+和第二充放电端口P-之间接入充电器,功率管发生开启并工作在可变电阻区,同时第二充放电端口P-端的电压被调节至-0.1V且小于等于0V。有效的降低了功率管的功耗,并且功率管和检测电路可以被集成,形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。有效的降低了功率管的功耗,并且功率管可以被集成形成全集成锂电池保护芯片,减小了PCB面积,极大的降低了应用成本。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电池保护电路,其特征在于,所述电池保护电路包括:功率管、电池和检测电路;
所述检测电路包括:电源端VDD、驱动端VDRV、公共端GND和充/放电过流检测端VM;
所述电源端VDD与所述电池的正极相连接,通过第一充放电端口P+充电或放电;所述电池的负极与所述公共端GND相连接,并且与所述功率管的漏极相连接;所述功率管的栅极与所述驱动端VDRV相连接;所述功率管的体端BULK通过第一开关K1与所述功率管的漏极相连接,以及通过第二开关K2与所述功率管的源极相连接;所述功率管的源极和充/放电过流检测端VM均连接第二充放电端口P-。
2.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,当所述第二充放电端口P-的电压大于所述公共端GND的电压时,所述第一开关K1导通,所述第二开关K2断开,所述功率管的体端BULK和所述公共端GND连接;当所述第二充放电端口P-的电压值小于所述公共端GND的电压值时,所述第一开关K1断开,所述第二开关K2导通,所述功率管的体端BULK和第二充放电端口P-连接。
3.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,当所述电池处于过充/放电状态,并且不接入负载/充电器时,所述驱动端VDRV连接到所述公共端GND,所述驱动端VDRV为低电平,所述功率管截止。
4.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,所述检测电路包括:第一调节电路和第二调节电路;
当所述电池处于过放电状态,所述第一充放电端口P+和所述第二充放电端口P-之间接入充电器时,所述功率管的体端BULK连接到所述第二充放电端口P-;所述第一调节电路调节所述驱动端VDRV电压升高,使所述驱动端VDRV电压与所述第二充放电端口P-之间的压差大于所述功率管的开启电压,所述功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节所述第二充放电端口P-,使所述第二充放电端口P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于0V;
当所述电池处于过充电状态,所述第一充放电端口P+和所述第二充放电端口P-之间接入负载时,所述功率管的体端BULK连接到所述公共端GND;所述第二调节电路,调节所述驱动端VDRV电压升高,使所述驱动端VDRV电压与所述第二充放电端口P-之间的压差大于所述功率管的开启电压,所述功率管发生开启并工作在可变电阻区;同时调节所述第二充放电端口P-,使所述第二充放电端口P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。
5.根据权利要求4所述的电池保护电路,其特征在于,所述第一调节电路包括:第一场效应管M1、第二场效应管M2和第三场效应管M3;
所述驱动端VDRV与所述第二场效应管M2的漏极相连接;所述电源端VDD与所述第二场效应管M2的源极相连接;所述第二场效应管M2的栅极与所述第一场效应管M1的漏极相连接,并且与所述电源端VDD相连接;所述第一场效应管M1的源极与所述第二充放电端口P-相连接;所述第一场效应管M1的栅极与所述第三场效应管M3的漏极相连接,并且与所述电源端VDD相连接;所述第三场效应管M3的栅极与所述电源端VDD相连接;所述第三场效应管M3的源极与所述公共端GND相连接。
6.根据权利要求5所述的电池保护电路,其特征在于,所述第一调节电路还包括:第三开关K3、第四开关K4、第一电流源I1、第二电流源I2和第三电流源I3;
所述公共端GND和所述驱动端VDRV通过串联的所述第三开关K3和所述第一电流源I1相连接;所述驱动端VDRV和所述电源端VDD通过串联的所述第四开关K4和所述第二电流源I2相连接;所述第三场效应管M3的栅极和所述电源端VDD通过所述第三电流源I3相连接。
7.根据权利要求6所述的电池保护电路,其特征在于,所述第一调节电路还包括:第一电阻R1和第二电阻R2;
所述电源端VDD和所述第三功率管M3的栅极通过所述第一电阻R1相连接;所述第三场效应管M3的漏极和所述电源端VDD通过所述第二电阻R2相连接。
8.根据权利要求4所述的电池保护电路,其特征在于,所述第二调节电路还包括:第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7和第八场效应管M8;
所述第八场效应管M8的漏极与所述驱动端VDRV相连接;所述第八场效应管M8的源极与所述电源端VDD相连接;所述第八场效应管M8的栅极与所述第七场效应管M7的栅极和漏极相连接,并且与所述第五场效应管M5的漏极相连接;所述第七场效应管M7的源极与所述电源端VDD相连接;所述第五场效应管M5的源极与所述公共端GND相连接;所述第五场效应管M5的栅极与所述第六场效应管M6的栅极和漏极相连接,并且与所述电源端VDD相连接;所述第六场效应管M6的源极与所述公共端GND相连接;所述第四场效应管M4的栅极与所述电源端VDD相连接;所述第四场效应管M4的源极与所述第二充放电端口P-相连接;所述第四场效应管M4的漏极与所述驱动端VDRV相连接。
9.根据权利要求8所述的电池保护电路,其特征在于,所述第二调节电路还包括:第五开关K5、第六开关K6、第四电流源I4和第五电流源I5;
所述第四场效应管M4的漏极和所述驱动端VDRV通过所述第五开关K5相连接;所述驱动端VDRV和所述电源端VDD通过串联的所述第六开关K6和所述第四电流源I4相连接;所述第四场效应管的栅极和所述电源端VDD通过所述第五电流源I5相连接。
10.根据权利要求9所述的电池保护电路,其特征在于,所述第二调节电路还包括:第三电阻R3;
所述电源端VDD和所述第六场效应管M6的漏极通过所述第三电阻R3相连接。
11.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,所述功率管和所述控制电路集成设置为一块芯片。
12.一种电池保护系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1~11任一项所述的电池保护电路。
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