CN105247751A - 用于电池供电装置的电池反接保护 - Google Patents

Abstract

用于由并联电池供电的装置的电池反接保护电路(1100)可包括P沟道MOSFET和N沟道MOSFET。电池供电装置(1130)的每个正电池端子连接器(1112a，1112b)可与N沟道MOSFET(1133a，1133b)的栅极、P沟道MOSFET(1146a，1146b)的栅极和另一P沟道MOSFET(1132a，1132b)的源极连接。在电池反接的情况下，保护电路的P沟道MOSFET和N沟道MOSFET中的一者或多者可切换至非导通状态，以使装置的负载与不正确地安装的电池隔离并防止该不正确地安装的电池和/或其它并联电池过早地放电。在一些实施例中，负载可由单个正确地安装的电池供电。根据其他方面，还提供了保护负载免受电池反接损坏的方法。

Description

用于电池供电装置的电池反接保护

相关申请的交叉参考

本发明要求于2013年3月12日提交的名称为“用于电池供电装置的电池反接保护(ReverseBatteryProtectionForBattery-PoweredDevices)”的美国专利申请13/796,890(代理人案号09DC042(BHDD/038))的优先权，在此将该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明大体上涉及电池供电装置，并更具体地涉及由并联的电池供电的装置。

背景技术

将电池并联在一起是向负载提供更大功率的常用方法。例如，一些已知的便携式血糖仪需要两个并联的电池来为血糖仪的负载(例如，电子设备)供电。此类装置中意外的电池反接安装可能导致一个以上的问题，这些问题包括异常装置操作、装置负载损坏和/或过早电池放电。一些装置使用诸如专用电池连接器等机械防护设施来防止无意的电池反接安装。然而，机械防护设施可能是昂贵的和/或可能对诸如钱币型或锂电池型电池等某些类型的电池不起作用。一些装置使用电路来防止电池反接安装。然而，诸如使用二极管的保护电路等一些已知的保护电路可造成不期望的功率损耗。诸如使用金属氧化物半导体场效应晶体(MOSFET)的保护电路等其它已知的保护电路可能会在由并联电池供电的装置中不起作用。具体地，在装置中使用的电池的类型和/或并联电池座的类型和/或连接器可致使一些已知的MOSFET保护电路失效。因此，仍然存在着为由并联的电池供电的装置提供电池反接保护的需求。

发明内容

根据一个方面，提供了一种电池反接保护电路。所述电池反接保护电路包括：第一负载端子；第二负载端子；第一P沟道MOSFET，其具有漏极、栅极以及与所述第一负载端子连接的源极；第一N沟道MOSFET，其具有漏极、栅极以及与所述第二负载端子连接的源极；第一正电池端子连接器，其与所述第一P沟道MOSFET的漏极以及所述第一N沟道MOSFET的栅极连接，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；以及第一负电池端子连接器，其与所述第一N沟道MOSFET的漏极以及所述第一P沟道MOSFET的栅极连接，所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子。

根据另一方面，提供了一种如下电池反接保护电路，所述电池反接保护电路包括：第一P沟道MOSFET，其具有栅极、漏极和源极；第二P沟道MOSFET，其具有栅极、与所述第一P沟道MOSFET的栅极连接的漏极、以及与所述第一P沟道MOSFET的源极连接的源极；第一N沟道MOSFET，其具有与所述第二P沟道MOSFET的栅极连接的栅极、与所述第二P沟道MOSFET的漏极以及所述第一P沟道MOSFET的栅极连接的漏极、以及源极；第一负载端子，其与所述第一P沟道MOSFET的漏极连接；第一正电池端子连接器，其与所述第一P沟道MOSFET的源极以及所述第二P沟道MOSFET的源极连接，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；第二正电池端子连接器，其与所述第一N沟道MOSFET的栅极以及所述第二P沟道MOSFET的栅极连接，所述第二正电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子；第一负电池端子连接器，其被构造成电连接到第三电池端子；第二负电池端子连接器，其被构造成电连接到第四电池端子；以及第二负载端子，其中，所述第一负电池端子、所述第二负电池端子、所述第二负载端子和所述第一N沟道MOSFET的源极彼此连接。

根据另一方面，提供了一种保护负载免受电池反接损坏的方法。所述方法包括：将第一P沟道MOSFET的源极连接到第一负载端子；将第一N沟道MOSFET的源极连接到第二负载端子；将第一正电池端子连接器连接到所述第一P沟道MOSFET的漏极以及所述第一N沟道MOSFET的栅极，所述第一正电池端子被构造成电连接到第一电池端子；以及将第一负电池端子连接器连接到所述第一N沟道MOSFET的漏极以及所述第一P沟道MOSFET的栅极，所述第一负电池端子被构造成电连接到第二电池端子。

根据又一方面，提供了一种保护负载免受电池反接损坏的方法。所述方法包括：将第一P沟道MOSFET的栅极连接到第二P沟道MOSFET的漏极以及第一N沟道MOSFET的漏极；将所述第一P沟道MOSFET的漏极连接到第一负载端子；将所述第一P沟道MOSFET的源极连接到所述第二P沟道MOSFET的源极以及第一正电池端子连接器，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；将所述第二P沟道MOSFET的栅极连接到所述第一N沟道MOSFET的栅极以及第二正电池端子连接器，所述第二正电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子；以及将所述第一N沟道MOSFET的源极连接到第一负电池端子连接器、第二负电池端子连接器和第二负载端子，其中，所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第三电池端子，且所述第二负电池端子连接器被构造成电连接到第四电池端子。

本发明的其它方面、特征和优点从如下详细说明中可变得显而易见：说明并图示了若干示例实施例和实施方式(其包括用于实施本发明的最佳方式)。本发明还可包括其它和不同的实施例，且在均不偏离本发明的范围的情况下，可在各个方面上对本发明的几个细节进行修改。因此，附图和说明将被认为是示例性的而不是限制性的。附图不一定是按比例绘制的。本发明覆盖落入到本发明的范围内的所有修改、等同物和替代物。

附图说明

本领域技术人员将理解，下面说明的附图仅是为了说明的目的。这些附图不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1图示了根据现有技术的由一对并联电池供电的示例生物传感器仪的简化顶部示意图。

图2图示了根据现有技术的用于接收一对并联的钱币型或锂电池型电池的侧面接触式(side-contact)电池座的侧剖视图。

图3图示了根据现有技术的用于接收一对并联的钱币型或锂电池型电池的顶部接触式(top-contact)电池座的侧剖视图。

图4图示了图2的具有反接电池的侧面接触式电池座的侧剖视图。

图5图示了图3的具有反接电池的顶部接触式电池座的侧剖视图。

图6图示了根据现有技术的已知电池反接保护电路的示意电路图。

图7图示了根据现有技术的使用反接电池的侧面接触式电池电路的示意电路图。

图8图示了根据现有技术的使用反接电池的顶部接触式电池电路的示意电路图。

图9图示了根据实施例的使用顶部接触式电池座的电池反接保护电路的示意电路图。

图10图示了图9的使用具有反接电池的顶部接触式电池座的电池反接保护电路的示意电路图。

图11图示了根据实施例的使用侧面接触式电池座的电池反接保护电路的示意电路图。

图12图示了图11的使用具有反接电池的侧面接触式电池座的电池反接保护电路的示意电路图。

图13图示了根据实施例的保护负载免受电池反接损坏的方法的流程图。

图14图示了根据实施例的保护负载免受电池反接损坏的另一方法的流程图。

图15图示了根据实施例的使用侧面接触式电池座的另一电池反接保护电路的示意电路图。

图16图示了图15的使用具有反接电池的侧面接触式电池座的电池反接保护电路的示意电路图。

图17图示了图15的使用缺失了电池的侧面接触式电池座的电池反接保护电路的示意电路图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的附图中所示的示例实施例。只要有可能，将在全部附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。

在一个方面中，可通过装置中包含的保护电路来防止电池供电装置的负载(例如，电子设备或电路)发生电池反接。保护电路可包括P沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体)和N沟道MOSFET，其中这些P沟道MOSFET和N沟道MOSFET的栅极之中的一些栅极可直接连接(即，没有除电阻元件之外的介接装置或电路部件)到装置的电池端子连接器。在一些实施例中，装置中的每个正电池端子连接器可连接到各N沟道MOSFET的栅极或连接到各P沟道MOSFET的栅极与各N沟道MOSFET的栅极，这取决于装置中使用的电池连接器的类型。在一些实施例中，装置中的每个负电池端子连接器可连接到各P沟道MOSFET的栅极。在电池反接的情况下，至少一个P沟道MOSFET和至少一个N沟道MOSFET可切换到非导通状态(即，它们均“关断”)。到非导通状态的切换可隔离并因而保护装置的负载免受不正确地安装的电池损坏。保护电路还可防止不正确地安装的电池和/或与不正确地安装的电池并联连接的其它电池过早地放电。在一些实施例中，负载可由单个正确地安装的电池供电。在其它方面中，如下面将结合图1至图17更详细地说明，提供了用于保护负载免受电池反接损坏的方法。

图1图示了根据现有技术的由并联电池供电的已知装置(生物传感器仪100)的示例。生物传感器仪100可由并联连接的第一电池102a和第二电池102b供电并安置在电池座104中。第一电池102a和第二电池102b可以完全相同并且均可例如是钱币型或锂电池型电池(例如，3伏的CR2032电池等)。电池座104可位于电池室106，可从生物传感器仪100的背面107进入电池室。生物传感器仪100还可包括由第一电池102a和第二电池102b供电的微控制器108和存储器109。微控制器108可用于确定诸如血液样品中的血糖浓度等液体中的分析物的特性，且存储器109可用于储存测量结果。微控制器108可以是诸如由加利福尼亚州圣克拉拉市的瑞萨电子(SantaClara)美国公司生产的V850微控制器等常规微控制器或其它类似的微控制器。传感器仪表100的其它部件可例如包括输入/输出装置、显示器和测试传感器端口(未示出)，所有这些部件均可由第一电池102a和第二电池102b供电。生物传感器仪100的微控制器108、存储器109和其它电子部件可被认为是由第一电池102a和第二电池102b供电的“负载”。在外壳110中可放置生物传感器仪100的第一电池102a和第二电池102b、电池座104、电池室106、微控制器108、存储器109和其它部件。生物传感器仪100的示例可以是由纽约柏油村(Tarrytown)的拜耳健康护理公司生产的USB血糖仪。

图2和图3分别图示了根据现有技术的两种已知类型的电池座204和电池座304，电池座204和电池座304均可例如用于生物传感器仪100以及其它需要并联电池的电池供电装置。电池座204和电池座304均可用于容纳且并联地连接第一电池202a和第二电池202b。第一电池202a和第二电池202b均可以是相同的钱币型或锂电池型电池，其中第一电池202a可具有第一正电池端子212a和第一负电池端子214a，且第二电池202b可具有第二正电池端子212b和第二负电池端子214b。第一正电池端子212a和第一负电池端子214a均可由一起形成第一电池202a的外壳的一种或多种金属和/或其它导电材料制成，其中第一正电池端子212a与第一负电池端子214a电绝缘。第二正电池端子212b和第二负电池端子214b也均可由一起形成第二电池202b的外壳的一种或多种金属和/或其它导电材料制成，其中第二正电池端子212b与第二负电池端子214b电绝缘。第一电池202a和第二电池202b均可以例如是3伏的CR2032电池或类似电池。

如图2所示，已知的电池座204可被构造为侧面接触式电池座，并可包括第一电池部216a和第二电池部216b。如图所示，第一电池部216a和第二电池部216b可被构造成相同或被构造成互为镜像。第一电池部216a可容纳第一电池202a，且第二电池部216b可容纳第二电池202b(或反之亦然)。第一电池部216a可包括用于将第一电池202a保持在适当位置上的第一支撑结构218a，且第二电池部216b可包括用于将第二电池202b保持在适当位置上的第二支撑结构218b。

电池座204可包括第一侧面连接器220a、第二侧面连接器220b、第一底部连接器222a和第二底部连接器222b。在将第一电池202a适当地安装在第一支撑结构218a中之后，第一侧面连接器220a可与第一正电池端子212a的侧面213a接合并电连接，且第一底部连接器222a可与第一负电池端子214a的底面215a接合并电连接。在将第二电池202b适当地安装在第二支撑结构218b中之后，第二侧面连接器220b可与第二正电池端子212b的侧面213b接合并电连接，且第二底部连接器222b可与第二负电池端子214b的底部215b接合并电连接。

第一侧面连接器220a和第二侧面连接器220b均可与正极性导体224电连接或与正极性导体224一体地形成。正极性导体224和负极性导体226通过电池座204的底座228彼此电隔离。底座228可由诸如任何适合的塑料和/或橡胶类材料等任何适合的电绝缘材料制成。正极性导体224和负极性导体226可分别与装置的负载的正负载端子和负负载端子连接。

如图3所示，已知的电池座304可被构造为顶部接触式电池座，并可包括第一电池部316a和第二电池部316b。第一电池部316a和第二电池部316b可被构造成相同或被构造成互为镜像。第一电池部316a可容纳第一电池202a，且第二电池部316b可容纳第二电池202b(或反之亦然)。第一电池部316a可包括用于将第一电池202a保持在合适位置上的第一支撑结构318a，且第二电池部316b可包括用于将第二电池202b保持在合适位置上的第二支撑结构318b。

电池座304可包括第一顶部连接器320a、第二顶部连接器320b、第一底部连接器322a和第二底部连接器322b。在将第一电池202a适当地安装在第一支撑结构318a中之后，第一顶部连接器320a可与第一正电池端子212a的顶部317a接合并电连接，且第一底部连接器322a可与第一负电池端子214a的底面215a接合并电连接。在将第二电池202b适当地安装在第二支撑结构318b中之后，第二顶部连接器320b可与第二正电池端子212b的顶部317b接合并电连接，且第二底部连接器322b可与第二负电池端子214b的底部215b接合并电连接。

第一顶部连接器320a和第二顶部连接器320b均可与正极性导体324电连接或与正极性导体324一体地形成。正极性导体324和负极性导体326通过电池座304的底座328彼此电隔离。底座328可由诸如任何适合的塑料和/或橡胶类材料等任何适合的电绝缘材料制成。正极性导体324和负极性导体326可分别与装置的负载的正负载端子和负负载端子连接。

图4和5分别图示已知的电池座204和304中电池反接的不利影响。

如图4所示，第一电池202a以颠倒的方式不正确地安装在已知的电池座204的第一电池部216a中。因此，第一侧面连接器220a和第一底部连接器222a均与第一正电池端子212a接触并电连接。这种电池反接可通过如下方式产生穿过第一正电池端子212a和第二电池202b的电流路径(箭头所示)而使正确地安装的第二电池202b过早地放电：电流可从第二正电池端子212b流入到第二侧面连接器220b中，并穿过正极性导体224流至第一侧面连接器220a。不正确地安装的处于电浮动状态(因为第一负电池端子214a不与任何部分电连接)的第一电池202a提供了从第一侧面连接器220a到第一底部连接器222a的电连接。电流可因此从第一侧面连接器220a流入到第一底部连接器222a，穿过负极性导体226到达第二底部连接器222b并进入第二电池202b的第二负电池端子214b，从而完成放电电路。在第二电池202b而不是第一电池202a不正确地安装的情况下，也会产生同样的不利影响。

注意，第一电池202a和第二电池202b二者在已知的侧面接触式电池座204中的不正确安装可使第一电池202a和第二电池202b二者都发生电浮动。因此，虽然没有使任一电池过早地放电，但是这两个电池均不能向装置的负载提供任何电力。

现参考图5，第一电池202a以颠倒的方式不正确地安装在已知的电池座304的第一电池部316a中。因此，第一顶部连接器320a可与第一负电池端子214a接触并电连接。而第一底部连接器322a可与第一正电池端子212a接触并电连接。这种电池反接可产生使第一电池202a和第二电池202b均过早地放电的短路。第一电池202a的不正确安装可通过如下方式产生穿过第一电池202a和第二电池202b的电流路径(箭头所示)：电流可从不正确地安装的第一电池202a的第一正电池端子212a流入到第一底部连接器322a，并穿过负极性导体326流至第二底部连接器322b。电流可经由第二负电池端子214b和第二正电池端子212b从第二底部连接器322b穿过正确地安装的第二电池202b流入到第二顶部连接器320b中。电流可从第二顶部连接器320b穿过正极性导体324流至第一顶部导体320a并流入到第一电池202a的第一负电池端子214a中，从而完成短路。在第二电池202b而不是第一电池202a不正确地安装的情况下，也会产生同样的不利影响。

注意，第一电池202a和第二电池202b二者在已知的顶部接触式电池座304中的不正确安装(虽然没有产生可使任一电池过早地放电的短路)可使装置的负载接收极性反转下的功率，这可能损坏装置的负载和/或引起异常的装置操作。

图6示出根据现有技术的已知的可用于由一对并联的第一电池602a和第二电池602b供电的装置的保护电路600。第一电池602a和第二电池602b可例如是可为装置的负载630供电的钱币型或锂电池型电池(诸如CR2032电池等)。保护电路600可包括均可例如是肖特基二极管的第一二极管632a和第二二极管632b。或者可使用其它类型的二极管。第一二极管632a可串联在电池602a的第一正电池端子612a与保护电路600的正负载端子634之间。第二二极管632b可串联在电池602b的第二正电池端子612b与正负载端子634之间。保护电路600的负负载端子636可与第一负电池端子614a和第二负电池端子614b连接。负载630可连接在正负载端子634与负负载端子636之间。

在例如第一电池602a在侧面接触式电池座(例如，电池座204)或顶部接触式电池座(例如，电池座304)中发生电池反接(未示出)的情况下，第一二极管632a可变成反向偏置并可切换成非导通状态。这可使负载630与反接的第一电池602a隔离(即，保护)并可防止第一电池602a和/或第二电池602b过早地放电。类似地，在第二电池602b可替代地或额外地发生反接的情况下，第二二极管632b也可变成反向偏置并可切换成非导通状态，这可使负载630与反接的第二电池602b隔离(即，保护负载630)并可防止第一电池602a和/或第二电池602b过早地放电。然而，在第一二极管632a和第二二极管632b均正向偏置(即，处于导通状态)的正常装置操作中，保护电路600在低电池电压下可能会失效。例如，假定第一二极管632a和第二二极管632b均具有约0.3伏的正向电压，且CR2032电池具有约1.8伏的低电压，则功率损耗可高达约17％，这在很多电池供电装置中可能是不可接受的。

如本领域中所公知，MOSFET在处于导通状态下时几乎没有功率损耗，因此，MOSFET有时代替二极管来用于对功率损耗敏感的装置。例如，在具有单个电池的装置中，P沟道MOSFET可代替二极管以用于提供电池反接保护。然而，如下面结合图7和图8所述，在由并联电池供电的装置中，简单地使用各P沟道MOSFET来代替二极管(诸如图6的第一二极管632a和第二二极管632b等)并不提供电池反接保护。

图7示出根据现有技术的侧面接触式电池电路700。侧面接触式电池电路700可包括可一起为负载730供电的并联的第一电池702a和第二电池702b。第一电池702a和第二电池702b均可例如是钱币型或锂电池型电池。侧面接触式电池电路700还可包括第一P沟道MOSFET732a和第二P沟道MOSFET732b。第一P沟道MOSFET732a可串联在第一电池702a与正负载端子734之间(从而代替第一二极管632a)，且第二P沟道MOSFET732b可串联在第二电池702b与正负载端子734之间(从而代替第二二极管632b)。负载730可连接在正负载端子734与负负载端子736之间。

如图所示，第一电池702a正确地安装，而第二电池702b不正确地(即，以颠倒的方式)安装，这导致发生电池反接。这种电池反接安装可导致侧面连接器720b和底部连接器722b均与正电池端子712b接触并电连接，这可使第二电池702b处于电浮动状态(因为负电池端子714b不与任何部分电连接)。经由正电池端子712b从侧面连接器720b到底部连接器722b的直接电连接可产生使正确地安装的第一电池702a过早地放电的电流路径(箭头所示)。如图所示，由于第一P沟道MOSFET732a和第二P沟道MOSFET732b各自的栅极(用“G”表示)的电压相对于它们各自的源极(用“S”表示)的电压足够低，所以它们均处于导通状态(即，它们均“接通”)，从而电流可从第一电池702a的正端子712a流经均处于导通状态的第一P沟道MOSFET732a和第二P沟道MOSFET732b。因此，电流可穿过第二P沟道MOSFET732b流入到侧面连接器720b中并经由正电池端子712b流出底部连接器722b，从而流入到第一电池702a的负电池端子714a，由此完成放电电路。由于穿过第二P沟道MOSFET732b和第二电池702b到负电池端子714a的电阻是可忽略不计的(从而将在正负载端子734处接收的所有电流或基本上所有电流抽离负载730)，所以没有电流(或可忽略不计的电流)会流入到负载730中。在第一电池702a而不是第二电池702b不正确地安装的情况下，也会产生同样的不利影响。因此，在电池反接的情况下，如侧面接触式电池电路700中所示地使用P沟道MOSFET来代替二极管并不阻止电池过早地放电。

图8示出根据现有技术的顶部接触式电池电路800。顶部接触式电池电路800可包括可一起为负载830供电的并联的第一电池802a和第二电池802b。第一电池802a和第二电池802b均可例如是钱币型或锂电池型电池。顶部接触式电池电路800还可包括第一P沟道MOSFET832a和第二P沟道MOSFET832b。第一P沟道MOSFET832a可串联在第一电池702a与正负载端子834之间(从而代替第一二极管632a)，且第二P沟道MOSFET832b可串联在第二电池802b与正负载端子834之间(从而代替第二二极管632b)。负载830可连接在正负载端子834与负负载端子836之间。

如图所示，第一电池802a正确地安装，而第二电池802b不正确地(即，以颠倒的方式)安装，这导致发生电池反接。这种电池反接安装可使顶部连接器820b接触并电连接到负电池端子814b，而底部连接器822b接触并电连接到负电池端子812b；当第二电池802b正确地安装时，反之亦然。这种电池反接导致产生可使第一电池802a和第二电池802b均过早地放电的电流路径(箭头所示)。如图所示，由于第一P沟道MOSFET832a和第二P沟道MOSFET832b各自的栅极(用“G”表示)的电压相对于它们各自的源极(用“S”表示)的电压足够低，所以它们均处于导通状态(即，它们均“接通”)，从而电流可从第一电池802a的正端子812a流经均处于导通状态的第一P沟道MOSFET832a和第二P沟道MOSFET832b。因此，电流可流经第二P沟道MOSFET832b和反接的第二电池802b并流入到第一电池802a的负电池端子814a，从而完成放电电路。由于穿过第二电池802b的电阻可不是可忽略不计的，所以在正负载端子834处接收的电流中的少量电流可流入到负载830中。然而，该少量电流并不足以适当地和/或充分地驱动负载830。在第一电池802a而不是第二电池702b不正确地安装的情况下，也会产生同样的不利影响。因此，在电池反接的情况下，如顶部接触式电池电路800中所示地使用P沟道MOSFET来代替二极管并不阻止电池过早地放电。

图9示出根据一个或多个实施例的电池保护电路900。在电池反接的情况下，电池保护电路900可保护装置的负载903和/或防止并联的第一电池902a和第二电池902b(其可以是钱币型或锂电池型电池)过早地放电。在一些实施例中，电池保护电路900可例如被包含到生物传感器仪100和/或具有诸如电池座304等顶部接触式电池座的其它适当装置中。在一些实施例中，电池保护电路900可与装置的负载电路集成在一起，或者与电池供电装置中包含的电池座集成在一起。在其它实施例中，电池保护电路900可被包含到装置中，以作为连接在顶部接触式电池座与负载之间的分离电路(例如，以集成电路芯片和/或模块的形式)。或者，电池保护电路900可以以其它适当的方式被包含到装置中。

如图9所示，在一些实施例中，电池保护电路900可包括一对可彼此相同的电池保护单元940a和940b。电池保护单元940a可包括第一P沟道MOSFET932a和第一N沟道MOSFET933a，在一些实施例中，第一P沟道MOSFET932a和第一N沟道MOSFET933a均可以是增强型MOSFET。在其它实施例中，第一MOSFET932a和933a均可以是其它适当类型的FET(场效应晶体管)。第一P沟道MOSFET932a的源极(用“S”表示)可与正负载端子934连接，且第一N沟道MOSFET933a的源极可与负负载端子936连接。负载930可连接在正负载端子934与负负载端子936之间。第一P沟道MOSFET932a的漏极(用“D”表示)可与正电池端子连接器942a以及第一N沟道MOSFET933a的栅极(用“G”表示)连接。第一N沟道MOSFET933a的漏极可与负电池端子连接器944a以及第一P沟道MOSFET932a的栅极连接。在一些实施例中，电阻元件(例如，电阻器)可选择地串联在电池端子与MOSFET栅极之间，以防止静电放电(ESD)。例如，在一些实施例中，电阻器938a可连接在第一N沟道MOSFET933a的栅极与正电池端子连接器942a之间，且电阻器939a可连接在第一P沟道MOSFET932a的栅极与负电池端子连接器944a之间。在一些实施例中，电阻器938a和电阻器939a的值的范围可为从约10k欧姆至约3M欧姆。

在一些实施例中，正电池端子连接器942a可与电池座904的顶部连接器920a电连接，而负电池端子连接器944a可与电池座904的底部连接器922a电连接。在其它实施例中，正电池端子连接器942a可与电池座904的顶部连接器920a一体地形成，而负电池端子连接器944a可与电池座904的底部连接器922a一体地形成。

本实施例中的与电池保护单元940a构造相同的电池保护单元940b可包括第二P沟道MOSFET932b和第二N沟道MOSFET933b，在一些实施例中，第二P沟道MOSFET932b和第二N沟道MOSFET933b均可以是增强型MOSFET。在其它实施例中，MOSFET932b和933b均可以是其它适当类型的FET。第二P沟道MOSFET932b的源极(用“S”表示)可与正负载端子934连接，且第二N沟道MOSFET933b的源极可与负负载端子936连接。第二P沟道MOSFET932b的漏极(用“D”表示)可与正电池端子连接器942b以及第二N沟道MOSFET933b的栅极(用“G”表示)连接。第二N沟道MOSFET933b的漏极可与负电池端子连接器944b以及第二P沟道MOSFET932b的栅极连接。在一些实施例中，电阻器938b可连接在第二N沟道MOSFET933b的栅极与正电池端子连接器942b之间，且电阻器939b可连接在第二P沟道MOSFET932b的栅极与负电池端子连接器944b之间。电阻器938b和电阻器939b可用于防止ESD。在一些实施例中，电阻器938b和电阻器939b的值的范围可为从约10k欧姆至约3M欧姆。

在一些实施例中，正电池端子连接器942b可与电池座904的顶部连接器920b电连接，而负电池端子连接器944b可与电池座904的底部连接器922b电连接。在其它实施例中，正电池端子连接器942b可与电池座904的顶部连接器920b一体地形成，而负电池端子连接器944b可与电池座904的底部连接器922b一体地形成。

在替代实施例中，根据装置中的并联电池的数量，电池保护电路900可仅包括一个电池保护单元940a或940b或可包括多于两个电池保护单元940a和940b。例如，在具有多于两个并联电池的装置中，各个电池保护单元940a或940b可与每个并联电池连接，以提供电池反接保护。在仅具有单个电池的装置中，一个电池保护单元940a或940b可与该电池连接以提供电池反接保护。此外，在利用其它(例如，非电池的)功率源的装置中，单个电池保护单元940a或940b可用于提供功率极性反接保护。

在正常的操作中，如图9所示，正确地安装第一电池902a和第二电池902b。即，第一正电池端子连接器942a与正电池端子912a电连接，第一负电池端子连接器944a与负电池端子914a电连接，第二正电池端子连接器942b与正电池端子912b电连接，且第二负电池端子连接器944b与负电池端子914b电连接。由于第一P沟道MOSFET932a和第二P沟道MOSFET932b各自的栅极处的电压相对于它们各自的源极处的电压足够低，所以它们均可处于导通状态(即，它们均“接通”)。由于第一N沟道MOSFET933a和第二N沟道MOSFET933b各自的栅极处的电压相对于它们各自的源极处的电压足够高，所以第一N沟道MOSFET933a和第二N沟道MOSFET933b也均可处于导通状态(即，它们均“接通”)。因此，电流可从第一电池902a和第二电池902b流经第一P沟道MOSFET932a和第二P沟道MOSFET932b到达正负载端子934，从而流入到负载930。

如图10所示，在例如发生将第二电池902b不正确地(例如，在钱币型或锂电池型电池的情况下以颠倒的方式)安装的电池反接的情况下，正电池端子连接器942b可与负电池端子914b电连接，且负电池端子连接器944b可与正电池端子912b电连接。由于第二P沟道MOSFET932b的栅极处的从第二电池902b的正电压端子912b接收的电压不再足够低地使第二P沟道MOSFET932b保持接通，反而相对于第二P沟道MOSFET932b的源极处的电压为高，所以这种电池反接可使第二P沟道MOSFET932b切换成非导通状态(即，关断)。由于第二N沟道MOSFET933b的栅极处的从第二电池902b的负电压端子914b接收的电压不再足够高地使第二N沟道MOSFET933b保持接通，反而相对于第二N沟道MOSFET933b的源极处的电压为低，所以这种电池反接也可使第二N沟道MOSFET933b切换成非导通状态(即，关断)。因此，在第二P沟道MOSFET932b和第二N沟道MOSFET933b均关断的情况下，可保护(即，隔离)负载930免受反接的第二电池902b损坏，而第一电池902a可继续向负载930提供电力，虽然这未必足以使负载930正常地操作。此外，第一电池902a和第二电池902b均未由于电池反接而发生过早放电。

在第一电池902a而不是第二电池902b不正确地安装的情况下，电池保护单元940a可提供与上述电池保护单元940b相同的负载和电池过早放电的保护。而且，在第一电池902a和第二电池902b均被不正确地安装的情况下，如上面针对电池保护单元940b所述，电池保护单元940a和电池保护单元940b均可操作，以使负载930隔离并防止电池过早放电。

虽然在上面结合钱币型或锂电池型电池进行了说明，但是电池保护电路900还可用于由其它类型的适当电池供电且在不正确的电池安装的情况下可导致反极性连接(即，正电池端子连接器与负电池端子电连接，且负电池端子连接器与正电池连接器电连接)的装置。

图11示出根据一个或多个实施例的另一电池保护电路1100。在电池反接的情况下，电池保护电路1100可保护装置的负载1130并防止并联的第一电池1102a和第二电池1102b中的一者或两者过早地放电。在一些实施例中，电池保护电路1100可例如被包含到生物传感器仪100和/或具有诸如电池座204等侧面接触式电池座的其它适当装置中。在一些实施例中，电池保护电路1100可与装置的负载电路集成在一起，或者与电池供电装置中包含的电池座集成在一起。在其它实施例中，电池保护电路1100可被包含到装置中，以作为连接在侧面接触式电池座与负载之间的分离电路(例如，以集成电路芯片和/或模块的形式)。或者，电池保护电路1100可以以其它适当的方式被包含到装置中。

如图11所示，电池保护电路1100可包括第一P沟道MOSFET1132a、第二P沟道MOSFET1146a和第一N沟道MOSFET1133a，在一些实施例中，它们均可以是增强型MOSFET。在其它实施例中，MOSFET1132a、1146a和1133a均可以是其他适当类型的FET。第一P沟道MOSFET1132a的漏极(用“D”表示)可与正负载端子1134连接，且第一N沟道MOSFET1133a的源极(用“S”表示)可与负负载端子1136连接。负载1130可连接在正负载端子1134与负负载端子1136之间。第一P沟道MOSFET1132a的栅极(用“G”表示)可与第二P沟道MOSFET1146a的漏极以及第一N沟道MOSFET1133a的漏极连接。第一P沟道MOSFET1132a的源极可与第二P沟道MOSFET1146a的源极以及第一正电池端子连接器1142a连接。第一正电池端子连接器1142a可与侧面连接器1120a电连接，或在替代实施例中与侧面连接器1120a一体地形成。第二P沟道MOSFET1146a的栅极可与第一N沟道MOSFET1133a的栅极以及第二正电池端子连接器1142b连接。第二正电池端子连接器1142b可与侧面连接器1120b电连接，或在替代实施例中与侧面连接器1120b一体地形成。第一N沟道MOSFET1133a的源极可与第一负电池端子连接器1144a连接。第一负电池端子连接器1144a可与底部连接器1122a电连接，或在替代实施例中与底部连接器1122a一体地形成。

电池保护电路1100还可包括第三P沟道MOSFET1132b、第四P沟道MOSFET1146b和第二N沟道MOSFET1133b，在一些实施例中，它们均可以是增强型MOSFET。在其它实施例中，MOSFET1132b、1146b和1133b均可以是其它类型的FET。第三P沟道MOSFET1132b的漏极(用“D”表示)可与正负载端子1134连接，且第二N沟道MOSFET1133b的源极(用“S”表示)可与负负载端子1136连接。第三P沟道MOSFET1132b的栅极(用“G”表示)可与第四P沟道MOSFET1146b的漏极以及第二N沟道MOSFET1133b的漏极连接。第三P沟道MOSFET1132b的源极可与第四P沟道MOSFET1146b的源极以及第二正电池端子连接器1142b连接。第四P沟道MOSFET1146b的栅极可与第二N沟道MOSFET1133b的栅极以及第一正电池端子连接器1142a连接。第二N沟道MOSFET1133b的源极可与第二负电池端子连接器1144b连接。第二负电池端子连接器1144b可与底部连接器1122b电连接，或在替代实施例中与底部连接器1122b一体地形成。

在电池保护电路1100的一些实施例中，电阻器可选择地串联到MOSFET栅极，以防止静电放电(ESD)。例如，在一些实施例中，电阻器1138a可连接在第一P沟道MOSFET1132a的栅极与第二P沟道MOSFET1146a和第一N沟道MOSFET1133a的漏极之间。电阻器1139a可连接在第一正电池端子连接器1142a与第四P沟道MOSFET1146b和第二N沟道MOSFET1133b的栅极之间。电阻器1138b可连接在第三P沟道MOSFET1132b的栅极与第四P沟道MOSFET1146b和第二N沟道MOSFET1133b的漏极之间。电阻器1139b可连接在第二正电池端子连接器1142b与第二P沟道MOSFET1146a和第一N沟道MOSFET1133a的栅极之间。在一些实施例中，电阻器1138a、1138b、1139a和1139b的值的范围可为从约10k欧姆至约3M欧姆。

在正常的操作中，如图11所示正确地安装第一电池1102a和第二电池1102b。即，第一正电池端子连接器1142a可与第一电池1102a的正电池端子1112a电连接，第一负电池端子连接器1144a可与第一电池1102a的负电池端子1114a电连接，第二正电池端子连接器1142b可与第二电池1102b的正电池端子1112b电连接，且第二负电池端子连接器1144b可与第二电池1102b的负电池端子1114b电连接。

因此，由于第二P沟道MOSFET1146a和第四P沟道MOSFET1146b各自的栅极处的分别从第二正电池端子1112b和第一正电池端子1112a接收的电压相对于它们各自的源极处的电压并不足够低地使第二P沟道MOSFET1146a和第四P沟道MOSFET1146b接通，所以第二P沟道MOSFET1146a和第四P沟道MOSFET1146b均可处于非导通状态(即，它们“关断”)。由于第一N沟道MOSFET1133a和第二N沟道MOSFET1133b各自的栅极处的也分别从第二正电池端子1112b和第一正电池端子1112a接收的电压相对于它们各自的源极处的电压足够高，所以第一N沟道MOSFET1133a和第二N沟道MOSFET1133b均可处于导通状态(即，它们“接通”)。由于第一P沟道MOSFET1132a和第二N沟道MOSFET1133b各自的栅极处的电压相对于它们各自的源极处的电压足够低，所以这可使第一P沟道MOSFET1132a和第二N沟道MOSFET1133b处于导通状态(即，它们“接通”)。因此，电流可从第一电池1102a和第二电池1102b流经各自的第一P沟道MOSFET1132a和第二P沟道MOSFET1132b到达正负载端子1134，从而流入到负载1130中。

如图12所述，在例如发生第二电池1102b不正确地(例如，在钱币型或锂电池型电池的情况下以颠倒的方式)安装的电池反接的情况下，第二正电池端子连接器1142b和第二负电池端子连接器1144b均可与第二正电池端子1112b电连接。由于第二负电池端子1114b不与电池保护电路1100的任何部件电连接，第二电池1102b的这种不正确的安装可使第二电池1102b处于电浮动状态。因此，不正确地安装的第二电池1102b可不提供电力并仅用于将第二正电池端子连接器1142b与第二负电池端子连接器1144b连接在一起。

因此，由于第二P沟道MOSFET1146a的栅极处的从第一负电池端子1114a接收的电压相对于第二P沟道MOSFET1146a的源极处的电压足够低地使第二P沟道MOSFET1146a切换至导通状态，所以第二P沟道MOSFET1146a可接通。由于第一N沟道MOSFET1133a的栅极电压也是从第一负电池端子1114a接收的并相对于第一N沟道MOSFET1133a的源极处的电压并不足够高地使第一N沟道MOSFET1133a保持接通，所以第一N沟道MOSFET1133a可关断。在第一N沟道MOSFET1133a关断的情况下，由于第一P沟道MOSFET1132a的栅极电压高(经由接通的第二P沟道MOSFET1146a和第一正电池端子1112a)并相对于它的源极电压不再足够低地保持导通状态，所以第一P沟道MOSFET1132a也可关断。由于第三P沟道MOSFET1132b的源极现经由第二正电池端子连接器1142b与第二负电池端子连接器1144b之间的连接而电连接到第一负电池端子1114a，所以第三P沟道MOSFET1132b也可关断，这是因为第三P沟道MOSFET1132b的栅极电压相对于它的源极电压也不再足够低地保持导通状态。由于第四P沟道MOSFET1146b的栅极处的电压可继续是从第一正电池端子1112a接收的，所以第四P沟道MOSFET1146b可保持关断。类似地，第二N沟道MOSFET1133b的栅极处的电压经由第一正电池端子1112a可继续保持高。然而，因为电池1102b由于其不正确的安装而不提供电力，所以第三P沟道MOSFET1132b、第四P沟道MOSFET1146b和第二N沟道MOSFET1133b的导通状态可以是不相关的并均可被认为处于非导通状态。因此，在第一P沟道MOSFET1132a和第三P沟道MOSFET1132b关断的情况下，由于不存在穿过电池保护电路1100的放电电流路径，所以可因而保护负载1130免受不正确地安装的第二电池1102b损坏(即，隔离)，且正确地安装的第一电池1102a不能过早地放电。

在第一电池1102a而不是第二电池1102b不正确地安装的情况下，除第二P沟道MOSFET1146a将关断且第四P沟道MOSFET1146b将接通之外，电池保护电路1100可进行与如上所述的操作大体上相同的操作，以保护负载1130并防止电池过早地放电。

图13图示了根据一个或多个实施例的保护负载免受电池反接损坏的方法1300。方法1300可用于连接由安装在顶部接触式电池座(例如，图3的电池座304)中的单个电池或功率源和/或并联的两个以上电池供电的装置。在过程模块1302处，方法1300可包括将第一P沟道MOSFET的源极连接到第一负载端子。例如，参考图9，可将第一P沟道MOSFET932a的源极连接到正负载端子934。

在过程模块1304处，方法1300可包括将第一N沟道MOSFET的源极连接到第二负载端子。再次参考图9，例如，可将第一N沟道MOSFET933a的源极连接到负负载端子936。

在过程模块1306处，可将第一正电池端子连接器连接到第一P沟道MOSFET的漏极以及第一N沟道MOSFET的栅极。例如，如图9所示，可将第一正电池端子连接器942a连接到第一P沟道MOSFET932a的漏极以及第一N沟道MOSFET933a的栅极。在一些实施例中，过程模块1306可选择地包括将电阻元件连接在第一正电池端子连接器与第一N沟道MOSFET的栅极之间(例如，将电阻器938a连接在第一正电池端子连接器942a与第一N沟道MOSFET933a的栅极之间)以提供ESD保护。

在过程模块1308处，方法1300可包括将第一负电池端子连接器连接到第一N沟道MOSFET的漏极以及第一P沟道MOSFET的栅极。例如，如图9所示，可将第一负电池端子连接器944a连接到第一N沟道MOSFET933a的漏极以及第一P沟道MOSFET932a的栅极。在一些实施例中，过程模块1308可选择地包括将电阻元件连接在第一负电池端子连接器与第一P沟道MOSFET的栅极之间(将电阻器939a连接在第一负电池端子连接器944a与第一P沟道MOSFET932a的栅极之间)以提供ESD保护。

图14图示了根据一个或多个实施例的保护负载免受电池反接损坏的另一方法1400。方法1400可用于连接由安装在侧面接触式电池座(例如，图2的电池座204)中的两个并联电池供电的装置。在过程模块1402处，方法1400可包括将第一P沟道MOSFET的栅极连接到第二P沟道MOSFET的漏极以及第一N沟道MOSFET的漏极。例如，参考图11，可将第一P沟道MOSFET1132a的栅极连接到第二P沟道MOSFET1146a的漏极以及第一N沟道MOSFET1133a的漏极。

在过程模块1404处，方法1400可包括将第一P沟道MOSFET的漏极连接到第一负载端子。再次参考图11，例如，可将第一P沟道MOSFET1132a的漏极连接到正负载端子1134。

在过程模块1406处，可将第一P沟道MOSFET的源极连接到第二P沟道MOSFET的源极以及第一正电池端子连接器。如图11所示，例如，可将第一P沟道MOSFET1132a的源极连接到第二P沟道MOSFET1146a的源极以及第一正电池端子连接器1142a。

在过程模块1408处，可将第二P沟道MOSFET的栅极连接到第一N沟道MOSFET的栅极以及第二正电池端子连接器。也如图11所示，例如，可将第二P沟道MOSFET1146a的栅极连接到第一N沟道MOSFET1133a的栅极以及第二正电池端子连接器1142b。

在过程模块1410处，方法1400可包括将第一N沟道MOSFET的源极连接到第一负电池端子连接器、第二负电池端子连接器以及第二负载端子。例如，再次参考图11，可将第一N沟道MOSFET1133a的源极连接到第一负电池端子连接器1144a、第二负电池端子连接器1144b以及第二负载端子1136。

可以以不限于所示和所述的顺序和次序的顺序或次序来实施或执行方法1300和/或方法1400的上述过程模块。例如，在一些实施例中，作为集成电路制造过程的一部分，可大体上同时地执行过程模块1302、1304、1306和1308和/或过程模块1402、1404、1406、1408和1410。

图15示出根据一个或多个实施例的另一电池保护电路1500。在电池反接或电池缺失的情况下，电池保护电路1500可保护装置的负载1530并防止并联的第一电池1502a和第二电池1502b中的一者或两者过早地放电。在电池反接或电池缺失的情况下，电池保护电路1500也可使用单个正确地安装的电池为负载1530供电。即使装置可在单个正确地安装的电池下进行正常地操作，电池保护电路1500也还可提供可由微控制器处理的电池错误信号，以提醒用户出现电池问题。在一些实施例中，电池保护电路1500可例如被包含到生物传感器仪100和/或具有诸如电池座204等侧面接触式电池座的其它适当装置中。在一些实施例中，电池保护电路1500可与装置的负载电路集成在一起，或者与电池供电装置中包含的电池座集成。在其它实施例中，电池保护电路1500可被包含到装置中，以作为连接在侧面接触式电池座与负载之间的分离电路(例如，以集成电路芯片和/或模块的形式)。或者，电池保护电路1500可以以其它适当的方式被包含到装置中。

如图15所示，电池保护电路1500的第一电池侧可包括第一P沟道MOSFET1532a、第二P沟道MOSFET1546a以及第一N沟道MOSFET1533a，在一些实施例中，它们均可以是增强型MOSFET。在其它实施例中，MOSFET1532a、1546a和1533a均可以是其他适当类型的FET。第一P沟道MOSFET1532a的源极(用“S”表示)和第二P沟道MOSFET1546a的源极可与正负载端子1534连接。第一N沟道MOSFET1533a的源极可与负负载端子1536连接。负载1530可连接在正负载端子1534与负负载端子1536之间。第一P沟道MOSFET1532a的栅极(用“G”表示)可与第二P沟道MOSFET1546a的漏极(用“D”表示)以及第一N沟道MOSFET1533a的漏极连接。第一P沟道MOSFET1532a的漏极可与第二P沟道MOSFET1546a的栅极、第一N沟道MOSFET1533a的栅极以及第一正电池端子连接器1542a连接。第一正电池端子连接器1542a可与侧面连接器1520a电连接，或在替代实施例中与侧面连接器1520a一体地形成。电阻器1548a可连接在第一负电池端子连接器1544a与第二P沟道MOSFET1546a和第一N沟道MOSFET1533a的栅极之间。负负载端子1536和第一N沟道MOSFET1533a的源极也可与第一负电池端子连接器1544a连接。第一负电池端子连接器1544a可与底部连接器1522a电连接，或在替代实施例中与底部连接器1522a一体地形成。第一电池错误信号线1547a可与第一P沟道MOSFET1532a的栅极以及第二P沟道MOSFET1546a和第一N沟道MOSFET1533a的漏极连接。

电池保护电路1500的第二电池侧可包括第三P沟道MOSFET1532b、第四P沟道MOSFET1546b和第二N沟道MOSFET1533b，在一些实施例中，它们均可以是增强型MOSFET。在其它实施例中，MOSFET1532b、1546b和1533b均可以是其它类型的FET。第三P沟道MOSFET1532b的源极(用“S”表示)和第四P沟道MOSFET1546b的源极可与正负载端子1534连接。第二N沟道MOSFET1533b的源极可与负负载端子1536连接。第三P沟道MOSFET1532b的栅极(用“G”表示)可与第四P沟道MOSFET1546b的漏极(用“D”表示)以及第二N沟道MOSFET1533b的漏极连接。第三P沟道MOSFET1532b的漏极可与第四P沟道MOSFET1546b的栅极、第二N沟道MOSFET1533b的栅极以及第二正电池端子连接器1542b连接。第二正电池端子连接器1542b可与侧面连接器1520b电连接，或在替代实施例中与侧面连接器1520b一体地形成。电阻器1548b可连接在第二负电池端子连接器1544b与第四P沟道MOSFET1546b和第二N沟道MOSFET1533b的栅极之间。负负载端子1536和第二N沟道MOSFET1533b的源极也可与第二负电池端子连接器1544b连接。第二负电池端子连接器1544b可与底部连接器1522b电连接，或在替代实施例中与底部连接器1522b一体地形成。第二电池错误信号线1547b可与第三P沟道MOSFET1532b的栅极以及第四P沟道MOSFET1546b和第二N沟道MOSFET1533b的漏极连接。在一些实施例中，如下面更详细地说明，电阻器1548a和1548b均可具有非常高的电阻值。在一些实施例中，第一电池侧和第二电池侧可以是完全对称的。

在正常的操作中，如图15所示正确地安装第一电池1502a和第二电池1502b。即，第一正电池端子连接器1542a可与第一电池1502a的正电池端子1512a电连接，第一负电池端子连接器1544a可与第一电池1502a的负电池端子1514a电连接，第二正电池端子连接器1542b可与第二电池1502b的正电池端子1512b电连接，且第二负电池端子连接器1544b可与第二电池1502b的负电池端子1514b电连接。

因此，使用分别来自电池1502a和1502b的正电压来使第一N沟道MOSFET1533a和第二N沟道MOSFET1533b的栅极均发生偏置，这可使第一N沟道MOSFET1533a和第二N沟道MOSFET1533b处于导通状态(即，它们可“接通”)。相反地，第二P沟道MOSFET1546a和第四P沟道MOSFET1546b各自的栅极处的来自电池1502a和1502b的正电压可使第二P沟道MOSFET1546a和第四P沟道MOSFET1546b处于非导通状态(即，它们可“关断”)。这可导致第一P沟道MOSFET1532a和第三P沟道MOSFET1532b分别经由第一N沟道MOSFET1533a和第二第一N沟道MOSFET1533b(其均接通)被下拉至足够低，以使第一P沟道MOSFET1532a和第三P沟道MOSFET1532b处于导通状态(即，它们可“接通”)。因此，电流可从第一电池1502a和第二电池1502b分别穿过第一P沟道MOSFET1532a和第三P沟道MOSFET1532b流至正负载端子1534并流入到负载1530中。第一电池错误信号线1547a和第二电池错误信号线1547b也均可分别经由第一N沟道MOSFET1533a和第二第一N沟道MOSFET1533b(其均接通)被拉低以指示没有电池错误。

在如图16所示的例如发生将第二电池1502b不正确地(例如，在钱币型或锂电池型电池的情况下以颠倒的方式)安装的电池反接的情况下，第一P沟道MOSFET1532a、第二P沟道MOSFET1546a和第一N沟道MOSFET1533a继续如上所述进行正常操作而不受第二电池1502b的不正确的安装影响。即，在第一电池侧，第一P沟道MOSFET1532a接通，第二P沟道MOSFET1546a关断，第一N沟道MOSFET1533a接通，第一电池错误信号线1547a低(这表明第一电池1502a没有出现错误)，且来自第一电池1502a的正电池电压被提供至正负载端子1534。

然而，第二电池1502b的电池反接可使第二正电池端子连接器1542b和第二负电池端子连接器1544b均电连接到第二电池1502b的正电池端子1512b(即，短路)。由于第二负电池端子1514b不与电池保护电路1500的任何部件电连接，所以第二电池1502b的这种不正确安装可使第二电池1502b处于电浮动状态。因此，不正确地安装的第二电池1502b可不向负载1530提供电力并可仅用于将第二正电池端子连接器1542b连接到第二负电池端子连接器1544b(即，短路)。

因此，第二正电池端子连接器1542b可被下拉至与第一电池1502a的负电池端子1514a电连接的第二负电池端子连接器1544b处的电压(例如，接地)。这可拉低第二N沟道MOSFET1533b的栅极处的电压，从而使第二N沟道MOSFET1533b切换成非导通状态(即，关断)。同时，第四P沟道MOSFET1546b的栅极处的电压相对于它的源极(其接收来自第一电池1502a的正电池电压)处的电压可变得足够低，以使第四P沟道MOSFET1546b切换成导通状态(即，接通它)。这可使第三P沟道MOSFET1532a的栅极和源极彼此电连接(即，一起短路)并与正负载端子1534处的由第一电池1502a提供的正电池电压电连接。因此，第三P沟道MOSFET1532b可切换成非导通状态(即，它可接通)，这使第二电池1502b与电池保护电路1500的其余部件完全断开。因此，第二电池错误信号线1547b可经由第四P沟道MOSFET1546b(其接通)电连接到正负载端子1534处的正电池电压。这可拉高第二电池错误信号线1547b，这表明第二电池1502b出现错误。

在第一电池1502a而不是第二电池1502b不正确地安装的情况下，除相对的MOSFET和电池错误信号线将受到影响之外，电池保护电路1500可进行与如上所述的操作大体上相同的操作，以向负载1530提供单电池电力并防止损坏电路和/或电池过早地放电。即，第一P沟道MOSFET1532a将关断，第二P沟道MOSFET1546a将接通，第一N沟道MOSFET1533a将关断，第三P沟道MOSFET1532b将接通，第四P沟道MOSFET1546b将关断，第二N沟道MOSFET1533b将接通，第一电池错误信号线1547a将为高(这表明第一电池1502a出现错误)，且第二电池错误信号线1547b将为低(这表明第二电池1502b没有出现错误)。

在如图17所示的电池(例如，第二电池1502b)缺失的情况下，电池保护电路1500可进行与如上面结合不正确地安装的第二电池说明的操作类似的操作，以向负载1530提供单电池电力并防止损坏电路和/或电池过早地放电。第一P沟道MOSFET1532a、第二P沟道MOSFET1546a和第一N沟道MOSFET1533a可继续进行正常地操作，使得来自正常地安装的第一电池1502a的正电池电压被提供至正负载端子1534。第一电池错误信号线1547a可以是低的，这表明第一电池1502a没有错误。为了防止第二N沟道MOSFET1533b和第四P沟道MOSFET1546b的栅极发生浮动，可使用高值电阻器1548b来拉低这些栅极处的电压，这可使第二N沟道MOSFET1533b保持非导通状态(即，关断)并使第四P沟道MOSFET1546b保持导通状态(即，接通)。高值电阻器1548b可引入堪比钱币型电池型电池的自放电电流的小泄漏电流，但是这种影响可忽略不计。因为第二电池1502b缺失，所以第三P沟道MOSFET1532b的状态并不重要。然而，因为它的栅极经由第四P沟道MOSFET1546b(其接通)电连接到它的源极(其处于由第一电池1502a提供的高电压)，所以第三P沟道MOSFET1532b可处于非导通状态(即，关断)。也与第三P沟道MOSFET1532b的源极电连接的第二电池错误信号线1547b也可处于高电压，这表明第二电池1502b出现错误。

在第一电池1502a而不是第二电池1102b缺失的情况下，除相对的MOSFET和电池错误信号线将受到影响之外，电池保护电路1500可进行与如上所述的操作大体上相同的操作，以向负载1530提供单电池电力并防止损坏电路和/或电池过早地放电。即，第三P沟道MOSFET1532b、第四P沟道MOSFET1546b和第二N沟道MOSFET1533b可继续进行正常地操作，使得来自正常地安装的第二电池1502b的正电池电压被提供至正负载端子1534。第二电池错误信号线1547b可以是低的，这表明第二电池1502b没有出现错误。为了防止第一N沟道MOSFET1533a和第二P沟道MOSFET1546a的栅极发生浮动，可使用高值电阻器1548a来拉低这些栅极处的电压，这可使第一N沟道MOSFET1533a保持非导通状态(即，关断)并使第二P沟道MOSFET1546a保持导通状态(即，接通)。高值电阻器1548a可引入堪比钱币型电池型电池的自放电电流的小泄漏电流，但是这种影响可忽略不计。因为第一电池1502b缺失，所以第一P沟道MOSFET1532a的状态并不重要。然而，因为它的栅极经由第二P沟道MOSFET1546a(其接通)电连接到它的源极(其处于由第二电池1502b提供的高电压)，所以第一P沟道MOSFET1532a可处于非导通状态(即，关断)。也与第一P沟道MOSFET1532a的源极电连接的第一电池错误信号线1547a也可处于高电压，这表明第一电池1502a出现错误。

本领域技术人员应当容易理解，本文中所述的发明能够有广泛的效用和应用。在不偏离本发明的主旨或范围的情况下，从本发明及其前述说明中，本发明的除本文中所述的实施例以外的很多实施例和修改以及很多变化、变型和等同布置将是显而易见的，或本发明的除本文中所述的实施例以外的很多实施例和修改以及很多变化、变型和等同布置将得到本发明及其前述说明合理地暗示。例如，虽然结合电池供电的生物传感器仪和钱币型型电池进行了说明，但是本发明的一个或多个实施例可使用其它类型的电池以及其它类型的由并联电池供电并对电池极性敏感的装置。因此，虽然在本文中针对特定实施例详细说明了本发明，但是应当理解的是，本公开仅是示例性的，提供了本发明的示例并仅是为了提供对本发明的完全公开的目的而提出的。本公开不将本发明限制为所披露的特定设备、装置、组件、系统或方法，而是，相反，本发明将涵盖落入到本发明的范围内的所有修改、等同物和替换。

Claims (20)

1.一种电池反接保护电路，其包括：

第一负载端子；

第二负载端子；

第一P沟道MOSFET，其具有漏极、栅极以及与所述第一负载端子连接的源极；

第一N沟道MOSFET，其具有漏极、栅极以及与所述第二负载端子连接的源极；

第一正电池端子连接器，其与所述第一P沟道MOSFET的漏极以及所述第一N沟道MOSFET的栅极连接，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；以及

第一负电池端子连接器，其与所述第一N沟道MOSFET的漏极以及所述第一P沟道MOSFET的栅极连接，所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子。

2.如权利要求1所述的电池反接保护电路，其中，所述第一正电池端子连接器具有顶部接触式构造。

3.如权利要求1所述的电池反接保护电路，其还包括：

第一电阻元件，其串联连接在所述第一正电池端子连接器与所述第一N沟道MOSFET的栅极之间；以及

第二电阻元件，其串联连接在所述第一负电池端子连接器与所述第一P沟道MOSFET的栅极之间。

4.如权利要求1所述的电池反接保护电路，其还包括：

第二P沟道MOSFET，其具有漏极、栅极以及与所述第一负载端子连接的源极；

第二N沟道MOSFET，其具有漏极、栅极以及与所述第二负载端子连接的源极；

第二正电池端子连接器，其与所述第二P沟道MOSFET的漏极以及所述第二N沟道MOSFET的栅极连接，所述第二正电池端子连接器被构造成电连接到第三电池端子；以及

第二负电池端子连接器，其与所述第二N沟道MOSFET的漏极以及所述第二P沟道MOSFET的栅极连接，所述第二负电池端子连接器被构造成电连接到第四电池端子。

5.如权利要求4所述的电池反接保护电路，其中，所述第二正电池端子连接器具有顶部接触式构造。

6.如权利要求4所述的电池反接保护电路，其还包括：

第三电阻元件，其串联连接在所述第二正电池端子连接器与所述第二N沟道MOSFET的栅极之间；以及

第四电阻元件，其串联连接在所述第二负电池端子连接器与所述第二P沟道MOSFET的栅极之间。

7.如权利要求4所述的电池反接保护电路，其中，

所述第一正电池端子连接器和所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第一电池的各个电池端子；以及

所述第二正电池端子连接器和所述第二负电池端子连接器被构造成电连接到第二电池的各个电池端子。

8.一种电池供电生物传感器仪，其包括：

微控制器，其被构造成确定液体中的分析物的特性；

存储器，其与所述微控制器连接，以存储测量结果；

电池座，其被构造成接收多个电池；

如权利要求1所述的电池反接保护电路，其与所述电池座、所述微控制器和所述存储器连接；以及

外壳，其被构造成容纳所述微控制器、所述存储器、所述电池座和如权利要求1所述的所述电池反接保护电路。

9.一种电池反接保护电路，其包括：

第一P沟道MOSFET，其具有栅极、漏极和源极；

第二P沟道MOSFET，其具有栅极、与所述第一P沟道MOSFET的栅极连接的漏极、以及与所述第一P沟道MOSFET的源极连接的源极；

第一N沟道MOSFET，其具有与所述第二P沟道MOSFET的栅极连接的栅极、与所述第二P沟道MOSFET的漏极以及所述第一P沟道MOSFET的栅极连接的漏极、以及源极；

第一负载端子，其与所述第一P沟道MOSFET的漏极连接；

第一正电池端子连接器，其与所述第一P沟道MOSFET的源极以及所述第二P沟道MOSFET的源极连接，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；

第二正电池端子连接器，其与所述第一N沟道MOSFET的栅极以及所述第二P沟道MOSFET的栅极连接，所述第二正电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子；

第一负电池端子连接器，其被构造成电连接到第三电池端子；

第二负电池端子连接器，其被构造成电连接到第四电池端子；以及

第二负载端子，

其中，所述第一负电池端子连接器、所述第二负电池端子连接器、所述第二负载端子和所述第一N沟道MOSFET的源极彼此连接。

10.如权利要求9所述的电池反接保护电路，其还包括：

第三P沟道MOSFET，其具有栅极、与所述第一负载端子以及所述第一P沟道MOSFET的漏极连接的漏极、以及与所述第二正电池端子连接器连接的源极；

第四P沟道MOSFET，其具有与所述第一正电池端子连接器连接的栅极、与所述第三P沟道MOSFET的栅极连接的漏极、以及与所述第三P沟道MOSFET的源极以及所述第二正电池端子连接器连接的源极；以及

第二N沟道MOSFET，其具有与所述第四P沟道MOSFET的栅极以及所述第一正电池端子连接器连接的栅极、与所述第四P沟道MOSFET的漏极以及所述第三P沟道MOSFET的栅极连接的漏极、以及与所述第一负电池端子连接器、所述第二负电池端子连接器、所述第二负载端子和所述第一N沟道MOSFET的源极连接的源极。

11.如权利要求10所述的电池反接保护电路，其中，

所述第一正电池端子连接器和所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第一电池的各个电池端子；以及

所述第二正电池端子连接器和所述第二负电池端子连接器被构造成电连接到第二电池的各个电池端子。

12.如权利要求10所述的电池反接保护电路，其中，

所述第一正电池端子连接器具有侧面接触式构造；以及

所述第二正电池端子连接器具有侧面接触式构造。

13.一种电池供电生物传感器仪，其包括：

微控制器，其被构造成确定液体中的分析物的特性；

存储器，其与所述微控制器连接，以存储测量结果；

电池座，其被构造成接收多个电池；

如权利要求10所述的电池反接保护电路，其与所述电池座、所述微控制器和所述存储器连接；以及

外壳，其被构造成容纳所述微控制器、所述存储器、所述电池座和如权利要求10所述的所述电池反接保护电路。

14.一种保护负载免受电池反接损坏的方法，所述方法包括：

将第一P沟道MOSFET的源极连接到第一负载端子；

将第一N沟道MOSFET的源极连接到第二负载端子；

将第一正电池端子连接器连接到所述第一P沟道MOSFET的漏极以及所述第一N沟道MOSFET的栅极，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；以及

将第一负电池端子连接器连接到所述第一N沟道MOSFET的漏极以及所述第一P沟道MOSFET的栅极，所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子。

15.如权利要求14所述的方法，其还包括：

将第二P沟道MOSFET的源极连接到所述第一负载端子；

将第二N沟道MOSFET的源极连接到所述第二负载端子；

将第二正电池端子连接器连接到所述第二P沟道MOSFET的漏极以及所述第二N沟道MOSFET的栅极，所述第二正电池端子连接器被构造成电连接到第三电池端子；以及

将第二负电池端子连接器连接到所述第二N沟道MOSFET的漏极以及所述第二P沟道MOSFET的栅极，所述第二负电池端子连接器被构造成电连接到第四电池端子。

16.如权利要求14所述的方法，其还包括：设置被构造成接收所述第一正电池端子连接器和所述第一负电池端子连接器的电池座，其中，所述第一正电池端子连接器具有顶部接触式构造。

17.一种保护负载免受电池反接损坏的方法，所述方法包括：

将第一P沟道MOSFET的栅极连接到第二P沟道MOSFET的漏极以及第一N沟道MOSFET的漏极；

将所述第一P沟道MOSFET的漏极连接到第一负载端子；

将所述第一P沟道MOSFET的源极连接到所述第二P沟道MOSFET的源极以及第一正电池端子连接器，所述第一正电池端子连接器被构造成电连接到第一电池端子；

将所述第二P沟道MOSFET的栅极连接到所述第一N沟道MOSFET的栅极以及第二正电池端子连接器，所述第二正电池端子连接器被构造成电连接到第二电池端子；以及

将所述第一N沟道MOSFET的源极连接到第一负电池端子连接器、第二负电池端子连接器和第二负载端子，

其中，所述第一负电池端子连接器被构造成电连接到第三电池端子，且

所述第二负电池端子连接器被构造成电连接到第四电池端子。

18.如权利要求17所述的方法，其还包括：

将第三P沟道MOSFET的漏极连接到所述第一负载端子以及所述第一P沟道MOSFET的漏极；

将所述第三P沟道MOSFET的源极连接到所述第二正电池端子连接器以及第四P沟道MOSFET的源极；

将所述第三P沟道MOSFET的栅极连接到所述第四P沟道MOSFET的漏极以及第二N沟道MOSFET的漏极；

将所述第四P沟道MOSFET的栅极连接到所述第一正电池端子连接器以及所述第二N沟道MOSFET的栅极；

将所述第二N沟道MOSFET的源极连接到所述第一负电池端子连接器、所述第二负电池端子连接器、所述第二负载端子和所述第一N沟道MOSFET的源极。

19.如权利要17所述的方法，其还包括：设置用于接收所述第一正电池端子连接器和所述第一负电池端子连接器的电池座，其中，所述第一正电池端子连接器具有侧面接触式构造。

20.如权利要17所述的方法，其还包括：将用于确定液体中的分析物的特性的微控制器连接到所述第一负载端子和所述第二负载端子。