CN107959326A - 锂电池保护芯片及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种锂电池保护芯片及电路，包括检测控制模块、升压模块和驱动模块，检测控制模块通过升压模块与驱动模块连接，检测控制模块控制升压模块升高驱动模块的输入电压；驱动模块与检测控制模块连接，检测控制模块根据外部电路工作电压的大小控制驱动模块启动或关闭外部电路。本发明的有益效果为：利用升压模块升高驱动模块的输入电压，使驱动模块稳定在最小导通内阻的工作状态，提高驱动模块的控制精度，从而使驱动模块的发热量稳定在最小值，提高驱动模块的使用安全性和使用寿命；且通过增加设有反馈稳压模块，使检测控制模块更加精确控制升压模块升高驱动模块的输入电压，提高驱动模块的使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及到，特别是涉及到锂离子电池保护集成电路，特别是涉及到一种锂电池保护芯片及电路。
背景技术
近年来，由于锂离子电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等诸多优点，数字相机、PDA、手机等越来越多的电子产品采用锂电池作为主要电源。
然而，由于锂电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。
目前市场上的单节锂电池保护电路，MOS管的导通内阻随栅极驱动电压的变化在一定范围内波动，特别是在目前典型导通内阻为2.2毫欧的MOS的应用中，导通内阻在1.5毫欧到3.95毫欧内波动，且在栅极驱动电压低的情况下，MOS管的内阻变大，导致MOS管发热严重，控制精度变差。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种锂电池保护芯片及电路，提高了锂电池保护芯片在锂电池电压低时的控制精度。
本发明提出一种锂电池保护芯片，包括检测控制模块、升压模块和驱动模块，上述检测控制模块通过上述升压模块与上述驱动模块连接，上述检测控制模块控制上述升压模块升高上述驱动模块的输入电压；上述驱动模块与上述检测控制模块连接，上述检测控制模块根据外部电路工作电压的大小控制上述驱动模块启动或关闭外部电路。
进一步地，上述锂电池保护芯片，还包括反馈稳压模块，上述反馈稳压模块连接在上述升压模块和上述驱动模块之间，且与上述检测控制模块连接，上述反馈稳压模块检测上述升压模块与上述驱动模块之间的电压值，并将上述检测信号反馈至上述检测控制模块。
进一步地，在上述锂电池保护芯片中，上述反馈稳压模块包括电阻R1、电阻R2、运算放大器和恒压源，上述电阻R1的第一端连接在上述升压模块和上述驱动模块之间，上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端连接，上述运算放大器的同相输入端连接在上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端之间，上述电阻R2的第二端与上述恒压源的负极连接，并与接地端连接，上述运算放大器的反相输入端与上述恒压源的正极连接，上述运算放大器的输出端与上述检测控制模块连接。
进一步地，在上述锂电池保护芯片中，上述检测控制模块包括检测子模块和控制子模块，上述检测子模块与上述控制子模块和上述驱动模块连接，上述控制子模块与上述升压模块和上述驱动模块连接，上述检测子模块检测外部电路工作电压的大小，并反馈至上述控制子模块，进而，上述控制子模块控制上述升压模块升高上述驱动模块的输入电压，且控制上述驱动模块启动或关闭外部电路。
进一步地，在上述锂电池保护芯片中，上述升压模块包括IGBT管Q1、IGBT管Q2、耦合电容C1和负载电容Cout，上述IGBT管Q1的漏极与上述检测控制模块连接，上述IGBT管Q1的栅极连接在上述IGBT管Q1的漏极与上述检测控制模块之间，上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极连接，上述IGBT管Q2的栅极连接在上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极之间，上述耦合电容C1的正极连接在上述IGBT管Q1的源极与IGBT管Q2的栅极之间，上述耦合电容C1的负极与上述检测控制模块连接，上述负载电容Cout的正极连接在上述IGBT管Q2的源极和上述驱动模块之间，上述负载电容Cout的负极连接接地端。
进一步地，在上述锂电池保护芯片中，上述驱动模块包括充电驱动子模块和放电驱动子模块，上述放电驱动子模块与上述升压模块和上述检测控制模块连接，上述检测控制模块根据外部电路放电电压的大小控制上述放电驱动子模块启动或关闭外部电路；上述充电驱动子模块与上述升压模块和上述检测控制模块连接，上述检测控制模块根据外部电路充电电压的大小控制上述充电驱动子模块启动或关闭外部电路。
进一步地，在上述锂电池保护芯片中，上述放电驱动子模块包括MOS管Q3、MOS管Q4、二极管Z1和DO端口，上述MOS管Q3的源极与上述升压模块连接，上述MOS管Q3的栅极与上述检测控制模块连接，上述MOS管Q4的栅极与上述检测控制模块连接，上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极连接，上述DO端口连接在上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极之间，上述MOS管Q4的源极连接接地端，上述二极管Z1的正极连接在上述MOS管Q4的源极与接地端之间，上述二极管Z1的负极与上述DO端口连接。
进一步地，在上述锂电池保护芯片中，上述充电驱动子模块包括MOS管Q5、MOS管Q6、二极管Z2和CO端口，上述MOS管Q5的源极与上述升压模块连接，上述MOS管Q5的栅极与上述检测控制模块连接，上述MOS管Q6的栅极与上述检测控制模块连接，上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极连接，上述CO端口连接在上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极之间，上述MOS管Q6的源极与二极管Z2的正极连接，上述检测控制模块连接在上述MOS管Q6的源极与上述二极管Z2的正极之间，上述二极管Z2的负极与上述CO端口连接。
进一步地，上述锂电池保护芯片，还包括VDD端口、VSS端口和VM端口，上述检测控制模块通过上述VDD端口、上述VSS端口和上述VM端口与外部电路连接。
本发明提出一种锂电池保护电路，包括上述任意一项的锂电池保护芯片U1、电阻R3、电阻R4、锂电池B1、电容C2、MOS管Q7和MOS管Q8，电路正极EB+与上述锂电池B1的正极连接，上述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极连接，上述MOS管Q7的漏极与上述MOS管Q8的漏极连接，上述MOS管Q8的源极通过上述电阻R4与上述锂电池保护芯片U1连接，上述电阻R3的第一端连接在上述电路正极EB+与上述锂电池B1的正极之间，上述电阻R3的第二端与上述锂电池保护芯片U1连接，上述电容C2的正极连接在上述电阻R3的第二端与上述锂电池保护芯片U1之间，上述锂电池保护芯片U1连接在上述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极之间，上述电容C2的负极连接在上述锂电池B1的负极与上述锂电池保护芯片U1之间，且连接接地端，上述MOS管Q7的栅极与上述锂电池保护芯片U1连接，上述MOS管Q8的栅极与上述锂电池保护芯片U1连接，上述电路负极EB-连接在上述MOS管Q8的源极与上述电阻R4之间。
本发明的锂电池保护芯片及电路，利用升压模块升高驱动模块的输入电压，使驱动模块稳定在最小导通内阻的工作状态，提高驱动模块的控制精度，从而使驱动模块的发热量稳定在最小值，提高驱动模块的使用安全性和使用寿命；且通过增加设有反馈稳压模块，使检测控制模块更加精确控制升压模块升高驱动模块的输入电压，提高驱动模块的使用安全性。
附图说明
图1是本发明一实施例锂电池保护芯片的结构框图；
图2是本发明一实施例锂电池保护芯片的结构框图；
图3是本发明一实施例锂电池保护芯片的电路连接示意图；
图4是本发明一实施例锂电池保护电路的连接示意图；
图5是本发明一实施例锂电池保护电路的连接示意图。
1、外部电路；2、检测控制模块；3、驱动模块；4、升压模块；5、反馈稳压模块；21、检测子模块；22、控制子模块；31、放电驱动子模块；32、充电驱动子模块。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1，在本发明一实施例中，提出一种锂电池保护芯片，包括检测控制模块2、升压模块4和驱动模块3，上述检测控制模块2通过上述升压模块4与上述驱动模块3连接，上述检测控制模块2向上述升压模块4输出方波信号，从而控制上述升压模块4升高上述驱动模块3的输入电压，使上述驱动模块3稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述驱动模块3的控制精度，从而使上述驱动模块3的发热量稳定在最小值；上述驱动模块3与上述检测控制模块2连接，上述检测控制模块2根据外部电路1工作电压的大小控制上述驱动模块3启动或关闭上述外部电路1，防止上述外部电路1在工作时出现过充、过放、放电过流和充电过流的现象，避免上述外部电路1和锂电池B1被损坏。
参照图2，在本发明一实施例中，还包括反馈稳压模块5，上述反馈稳压模块5连接在上述升压模块4和上述驱动模块3之间，且与上述检测控制模块2连接，上述反馈稳压模块5检测上述升压模块4与上述驱动模块3之间的电压值，并将上述检测信号反馈至上述检测控制模块2，从而上述检测控制模块2根据上述检测信号控制上述升压模块4升高上述驱动模块3的输入电压。
参照图3，在本发明一实施例中，上述反馈稳压模块5包括电阻R1、电阻R2、运算放大器和恒压源，上述电阻R1的第一端连接在上述升压模块4和上述驱动模块3之间，上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端连接，上述运算放大器的同相输入端连接在上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端之间，上述电阻R2的第二端与上述恒压源的负极连接，并与接地端连接，上述运算放大器的反相输入端与上述恒压源的正极连接，上述运算放大器的输出端与上述检测控制模块2连接，上述恒压源稳定上述电阻R2的输出电压，上述运算放大器通过检测上述电阻R2的输出电压和上述电阻R1与上述电阻R2之间的电压值从而检测上述升压模块4与上述驱动模块3之间的电压值，将上述检测信号放大并反馈至上述检测控制模块2，上述检测控制模块2根据上述检测信号控制上述升压模块4升高上述驱动模块3的输入电压。
参照图2，在本发明一实施例中，上述检测控制模块2包括检测子模块21和控制子模块22，上述检测子模块21与上述控制子模块22和上述驱动模块3连接，上述控制子模块22与上述升压模块4和上述驱动模块3连接，上述控制子模块22向上述升压模块4输出方波信号，从而控制上述升压模块升高上述驱动模块3的输入电压，使上述驱动模块3稳定工作在最小导通内阻的工作状态，提高上述驱动模块3的控制精度，从而使上述驱动模块3的发热量稳定在最小值，上述检测子模块21将上述外部电路1工作电压与预设值进行大小比较，当上述外部电路1工作电压超过或低于预设值范围时，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述驱动模块3断开上述外部电路1，从而对上述锂电池B1起到过充或过放保护作用。
参照图3，在本发明一实施例中，上述升压模块4包括IGBT管Q1、IGBT管Q2、耦合电容C1和负载电容Cout，上述IGBT管Q1的漏极与上述检测控制模块2连接，上述IGBT管Q1的栅极连接在上述IGBT管Q1的漏极与上述检测控制模块2之间，上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极连接，上述IGBT管Q2的栅极连接在上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极之间，上述耦合电容C1的正极连接在上述IGBT管Q1的源极与IGBT管Q2的栅极之间，上述耦合电容C1的负极与上述检测控制模块2连接，上述负载电容Cout的正极连接在上述IGBT管Q2的源极和上述驱动模块3之间，上述负载电容Cout的负极连接接地端，上述控制子模块22向上述耦合电容C1输出方波信号，当上述方波信号为低电平时，上述IGBT管Q1和上述耦合电容C1通过IGBT管Q2对上述负载电容Cout充电，上述负载电容Cout得到高压后进行放电，从而升高上述驱动模块3的输入电压，使上述驱动模块3稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述驱动模块3的控制精度，从而使上述驱动模块3的发热量稳定在最小值；当上述方波信号为高电平时，上述耦合电容C1两端的电压进行叠加，并通过上述IGBT管Q2对上述负载电容Cout充电，上述负载电容Cout得到高压后进行放电，从而升高上述驱动模块3的输入电压，使上述驱动模块3稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述驱动模块3的控制精度，从而使上述驱动模块3的发热量稳定在最小值。
参照图2，在本发明一实施例中，上述驱动模块3包括充电驱动子模块32和放电驱动子模块31。
上述放电驱动子模块31与上述升压模块4和上述检测控制模块2连接，当上述外部电路1存在过放或放电过流的现象时，上述检测控制模块2控制上述放电驱动子模块31断开上述外部电路1。
上述充电驱动子模块32与上述升压模块4和上述检测控制模块2连接，当上述外部电路1存在过充或充电过流的现象时，上述检测控制模块2控制上述充电驱动子模块32断开上述外部电路1。
当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测控制模块2控制上述放电驱动子模块31启动上述外部电路1。
参照图3，在本发明一实施例中，上述放电驱动子模块31包括MOS管Q3、MOS管Q4、二极管Z1和DO端口，上述MOS管Q3的源极与上述升压模块4连接，上述MOS管Q3的栅极与上述检测控制模块2连接，上述MOS管Q4的栅极与上述检测控制模块2连接，上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极连接，上述DO端口连接在上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极之间，上述MOS管Q4的源极连接接地端，上述二极管Z1的正极连接在上述MOS管Q4的源极与接地端之间，上述二极管Z1的负极与上述DO端口连接，上述MOS管Q3首选PMOS管，上述MOS管Q4首选NMOS管。
当上述外部电路1存在过放的现象时，上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压值低于预设值，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q3和MOS管Q4断开，从而通过DO端口断开上述外部电路1，使上述外部电路1终止放电，从而对上述外部电路1起到过放保护作用。
当上述外部电路1存在放电过流的现象时，上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压值低于预设值，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q3和MOS管Q4断开，从而通过DO端口断开上述外部电路1，使上述外部电路1终止放电，从而对上述外部电路1起放电过流保护作用。
当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压值在预设值范围内，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q3和MOS管Q4启动，从而通过DO端口启动上述外部电路1，使上述外部电路1进行放电。
在本发明一实施例中，上述充电驱动子模块32包括MOS管Q5、MOS管Q6、二极管Z2和CO端口，上述MOS管Q5的源极与上述升压模块4连接，上述MOS管Q5的栅极与上述检测控制模块2连接，上述MOS管Q6的栅极与上述检测控制模块2连接，上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极连接，上述CO端口连接在上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极之间，上述MOS管Q6的源极与二极管Z2的正极连接，上述检测控制模块2连接在上述MOS管Q6的源极与上述二极管Z2的正极之间，上述二极管Z2的负极与上述CO端口连接。
当上述外部电路1存在过充的现象时，上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压值高于预设值，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q5和MOS管Q6断开，从而通过CO端口断开上述外部电路1，使上述外部电路1终止充电，从而对上述外部电路1起到过充保护作用。
当上述外部电路1存在充电过流的现象时，上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压值高于预设值，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q5和MOS管Q6断开，从而通过CO端口断开上述外部电路1，使上述外部电路1终止充电，从而对上述外部电路1起到充电过流保护作用。
当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压值在预设值范围内，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q5和MOS管Q6启动，从而通过CO端口启动上述外部电路1，使上述外部电路1可进行充电。
在本发明一实施例中，还包括VDD端口、VSS端口和VM端口，上述检测控制模块2通过上述VDD端口、上述VSS端口和上述VM端口与上述外部电路1连接，从而使上述检测控制模块2检测到上述外部电路1的电压，上述检测控制模块2控制上述MOS管Q3、上述MOS管Q4、MOS管Q5和MOS管Q6启动或断开上述外部电路1。
具体实施例一
参照图2，上述锂电池B1与上述外部电路1连接，上述外部电路1与上述检测子模块21连接，上述检测子模块21与上述控制子模块22、上述充电驱动子模块32和上述升压模块4连接，上述升压模块4与上述控制子模块22和上述反馈稳压模块5连接，上述放电驱动子模块31连接在上述升压模块4和上述反馈稳压模块5之间，上述充电驱动子模块32连接在上述升压模块4和上述反馈稳压模块5之间，上述反馈稳压模块5与上述控制子模块22连接，上述控制子模块22与上述放电驱动子模块31和上述充电驱动子模块32连接。
上述控制子模块22根据上述反馈稳压模块5反馈的上述检测信号向上述升压模块4输出方波信号，上述升压模块根据方波信号升高上述放电驱动子模块31和上述充电驱动子模块32的输入电压，使上述放电驱动子模块31和上述充电驱动子模块32稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述放电驱动子模块31和上述充电驱动子模块32的控制精度，从而使上述放电驱动子模块31和上述充电驱动子模块32的发热量稳定在最小值。
当上述锂电池B1存在过放的现象时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值低于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述放电驱动子模块31断开，从而断开上述外部电路1，使上述锂电池B1终止放电，从而对上述锂电池B1起到过放保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述放电驱动子模块31重新启动，从而启动上述外部电路1，使上述锂电池B1进行放电或充电。
当上述锂电池B1存在过充的现象时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值高于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述充电驱动子模块32断开，从而断开上述外部电路1，使上述锂电池B1终止充电，从而对上述锂电池B1起到过充保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述充电驱动子模块32重新启动，从而启动上述外部电路1，使上述锂电池B1进行放电或充电。
当上述外部电路1存在放电过流的现象时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值低于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述放电驱动子模块31断开，从而断开上述外部电路1，使上述外部电路1终止放电，从而对上述外部电路1起到过放电过流保护作用，当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述放电驱动子模块31重新启动，从而启动上述外部电路1。
当上述外部电路1存在充电过流的现象时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值高于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述充电驱动子模块32断开，从而断开上述外部电路1，使上述外部电路1终止充电，从而对上述外部电路1起到充电过流保护作用，当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述充电驱动子模块32重新启动，从而启动上述外部电路1。
具体实施例二
参照图3，上述检测子模块21与上述控制子模块22、上述VDD端口、上述VSS端口和上述VM端口连接，上述检测子模块21与上述IGBT管Q1的漏极连接，上述IGBT管Q1的栅极连接在上述IGBT管Q1的漏极与上述检测子模块21之间，上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极连接，上述IGBT管Q2的栅极连接在上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极之间，上述耦合电容C1的正极连接在上述IGBT管Q1的源极与IGBT管Q2的栅极之间，上述耦合电容C1的负极与上述控制子模块22连接，上述负载电容Cout的正极连接在上述IGBT管Q2的源极和上述电阻R1的第一端之间，上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端连接，上述运算放大器的同相输入端连接在上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端之间，上述电阻R2的第二端与上述恒压源的负极连接，并与接地端连接，上述运算放大器的反相输入端与上述恒压源的正极连接，上述运算放大器的输出端与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q3的源极连接在上述负载电容Cout的正极和上述电阻R1的第一端之间，上述MOS管Q3的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q4的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极连接，上述DO端口连接在上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极之间，上述MOS管Q4的源极连接接地端，上述二极管Z1的正极连接在上述MOS管Q4的源极与接地端之间，上述二极管Z1的负极与上述DO端口连接，上述MOS管Q5的源极连接在上述负载电容Cout的正极和上述电阻R1的第一端之间，上述MOS管Q5的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q6的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极连接，上述CO端口连接在上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极之间，上述MOS管Q6的源极与二极管Z2的正极连接，上述检测子模块21连接在上述MOS管Q6的源极与上述二极管Z2的正极之间，上述二极管Z2的负极与上述CO端口连接。
上述运算放大器通过检测上述电阻R2的输出电压和上述电阻R1与上述电阻R2之间的电压值从而检测到上述IGBT管Q2与上述MOS管Q3和上述MOS管Q5之间的电压值，将上述检测信号放大并反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22向上述耦合电容C1输出方波信号，从而升高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的输入电压，使上述上述MOS管Q3和上述MOS管Q5稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的控制精度，从而使上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的发热量稳定在最小值；当上述方波信号为低电平时，上述IGBT管Q1和上述耦合电容C1通过IGBT管Q2对上述负载电容Cout充电，上述负载电容Cout得到高压后进行放电，从而升高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的输入电压；当上述方波信号为高电平时，上述耦合电容C1两端的电压进行叠加，并通过上述IGBT管Q2对上述负载电容Cout充电，上述负载电容Cout得到高压后进行放电，从而升高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的输入电压，使上述上述MOS管Q3和上述MOS管Q5稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的控制精度，从而使上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的发热量稳定在最小值。
当上述外部电路1存在过放的现象，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值低于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3和上述MOS管Q4断开，从而断开上述外部电路1，当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3重新启动，从而启动上述外部电路1。
当上述外部电路1存在过充的现象时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值高于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5和上述MOS管Q6断开，从而断开上述外部电路1，当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5重新启动，从而启动上述外部电路1。
当上述外部电路1存在放电过流的现象，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值低于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3和上述MOS管Q4断开，从而断开上述外部电路1，从而对上述外部电路1起到放电过流保护作用，当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3重新启动，从而启动上述外部电路1。
当上述外部电路1存在充电过流的现象时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1的电压值高于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5和上述MOS管Q6断开，从而断开上述外部电路1，从而对上述外部电路1起到充电过流保护作用，当上述外部电路1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述外部电路1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5重新启动，从而启动上述外部电路1。
参照图4，在本发明一实施例中，提出一种锂电池保护电路，包括上述任意一项实施例的锂电池保护芯片U1、电阻R3、电阻R4、锂电池B1、电容C2、MOS管Q7和MOS管Q8，电路正极EB+与上述锂电池B1的正极连接，上述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极连接，上述MOS管Q7的漏极与上述MOS管Q8的漏极连接，上述MOS管Q8的源极通过上述电阻R4与上述锂电池保护芯片U1连接，上述电阻R3的第一端连接在上述电路正极EB+与上述锂电池B1的正极之间，上述电阻R3的第二端与上述锂电池保护芯片U1连接，上述电容C2的正极连接在上述电阻R3的第二端与上述锂电池保护芯片U1之间，上述锂电池保护芯片U1连接在上述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极之间，上述电容C2的负极连接在上述锂电池B1的负极与上述锂电池保护芯片U1之间，且连接接地端，上述MOS管Q7的栅极与上述锂电池保护芯片U1连接，上述MOS管Q8的栅极与上述锂电池保护芯片U1连接，上述电路负极EB-连接在上述MOS管Q8的源极与上述电阻R4之间。
当上述锂电池B1存在过充的现象时，上述锂电池保护芯片U1截断上述MOS管Q8，且上述MOS管Q8自带有寄生二极管，使上述锂电池B1不能进行充电但可进行放电，从而对上述锂电池B1起到过充保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述锂电池保护芯片U1控制上述MOS管Q8重新启动，使上述锂电池B1可进行充电或者放电。
当上述锂电池B1存在过放的现象时，上述锂电池保护芯片U1截断上述MOS管Q7，且上述MOS管Q7自带有寄生二极管，使上述锂电池B1不能进行放电但可进行充电，从而对上述锂电池B1起到过放电保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述锂电池保护芯片U1控制上述MOS管Q7重新启动，使上述锂电池B1可进行充电或者放电。
当上述锂电池保护电路存在充电过流的现象时，上述锂电池保护芯片U1截断上述MOS管Q8，且上述MOS管Q8自带有寄生二极管，使上述锂电池B1不能进行充电但可进行放电，从而对上述锂电池保护电路起到充电过流保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述锂电池保护芯片U1控制上述MOS管Q8重新启动，使上述锂电池B1可进行充电或者放电。
当上述锂电池保护电路存在放电过流的现象时，上述锂电池保护芯片U1截断上述MOS管Q7，且上述MOS管Q7自带有寄生二极管，使上述锂电池B1不能进行放电但可进行充电，从而对上述锂电池保护电路起到过放电保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述锂电池保护芯片U1控制上述MOS管Q7重新启动，使上述锂电池B1可进行充电或者放电。
具体实施例三
参照图5，电路正极EB+与上述锂电池B1的正极连接，上述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极连接，上述MOS管Q7的漏极与上述MOS管Q8的漏极连接，上述MOS管Q8的源极通过上述电阻R4与上述VM端口连接，上述电阻R3的第一端连接在上述电路正极EB+与上述锂电池B1的正极之间，上述电阻R3的第二端与上述VDD端口连接，上述电容C2的正极连接在上述电阻R3的第二端与上述VDD端口之间，上述VSS端口连接在上述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极之间，上述电容C2的负极连接在上述锂电池B1的负极与上述VSS端口之间，且连接接地端，上述MOS管Q7的栅极与上述DO端口连接，上述MOS管Q8的栅极与上述CO端口连接，上述电路负极EB-连接在上述MOS管Q8的源极与上述电阻R4之间，上述检测子模块21与上述VDD端口、上述VSS端口、上述VM端口和上述控制子模块22连接，上述检测子模块21与上述IGBT管Q1的漏极连接，上述IGBT管Q1的栅极连接在上述IGBT管Q1的漏极与上述检测子模块21之间，上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极连接，上述IGBT管Q2的栅极连接在上述IGBT管Q1的源极与上述IGBT管Q2的漏极之间，上述耦合电容C1的正极连接在上述IGBT管Q1的源极与IGBT管Q2的栅极之间，上述耦合电容C1的负极与上述控制子模块22连接，上述负载电容Cout的正极连接在上述IGBT管Q2的源极和上述电阻R1的第一端之间，上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端连接，上述运算放大器的同相输入端连接在上述电阻R1的第二端与上述电阻R2的第一端之间，上述电阻R2的第二端与上述恒压源的负极连接，并与接地端连接，上述运算放大器的反相输入端与上述恒压源的正极连接，上述运算放大器的输出端与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q3的源极连接在上述负载电容Cout的正极和上述电阻R1的第一端之间，上述MOS管Q3的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q4的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极连接，上述DO端口连接在上述MOS管Q3的漏极与上述MOS管Q4的漏极之间，上述MOS管Q4的源极连接接地端，上述二极管Z1的正极连接在上述MOS管Q4的源极与接地端之间，上述二极管Z1的负极与上述DO端口连接，上述MOS管Q5的源极连接在上述负载电容Cout的正极和上述电阻R1的第一端之间，上述MOS管Q5的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q6的栅极与上述控制子模块22连接，上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极连接，上述CO端口连接在上述MOS管Q5的漏极与上述MOS管Q6的漏极之间，上述MOS管Q6的源极与二极管Z2的正极连接，上述检测子模块21连接在上述MOS管Q6的源极与上述二极管Z2的正极之间，上述二极管Z2的负极与上述CO端口连接。
上述运算放大器通过检测上述电阻R2的输出电压和上述电阻R1与上述电阻R2之间的电压值从而检测到上述IGBT管Q2与上述MOS管Q3和上述MOS管Q5之间的电压值，将上述检测信号放大并反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22向上述耦合电容C1输出方波信号，从而升高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的输入电压，使上述上述MOS管Q3和上述MOS管Q5稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的控制精度，从而使上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的发热量稳定在最小值；当上述方波信号为低电平时，上述IGBT管Q1和上述耦合电容C1通过IGBT管Q2对上述负载电容Cout充电，上述负载电容Cout得到高压后进行放电，从而升高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的输入电压；当上述方波信号为高电平时，上述耦合电容C1两端的电压进行叠加，并通过上述IGBT管Q2对上述负载电容Cout充电，上述负载电容Cout得到高压后进行放电，从而升高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的输入电压，使上述上述MOS管Q3和上述MOS管Q5稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的控制精度，从而使上述MOS管Q3和上述MOS管Q5的发热量稳定在最小值。
当上述锂电池B1存在过放的现象，上述检测子模块21检测到上述锂电池B1的电压值低于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3和上述MOS管Q4断开，从而通过上述DO端口断开上述MOS管Q7，使上述锂电池B1不能进行放电但可进行充电，从而对上述锂电池B1起到过放保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述锂电池B1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3重新启动，通过上述DO端口启动上述MOS管Q7，从而启动上述锂电池B1，使上述锂电池B1进行充电或放电。
当上述锂电池B1存在过充的现象时，上述检测子模块21检测到上述锂电池B1的电压值高于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5和上述MOS管Q6断开，从而通过上述CO端口断开上述MOS管Q8，使上述锂电池B1不能进行充电但可进行放电，从而对上述锂电池B1起到过充保护作用，当上述锂电池B1恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述锂电池B1工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5重新启动，通过上述DO端口启动上述MOS管Q7，从而启动上述锂电池B1。
当上述锂电池保护电路存在放电过流的现象，上述检测子模块21检测到上述锂电池保护电路的电压值低于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3和上述MOS管Q4断开，从而通过上述DO端口断开上述MOS管Q7，使上述锂电池B1终止放电但可进行充电，从而对上述锂电池保护电路起到放电过流保护作用，当上述锂电池保护电路恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述锂电池保护电路工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q3重新启动，通过上述DO端口启动上述MOS管Q7，从而启动上述锂电池保护电路，使上述锂电池B1进行充电或放电。
当上述锂电池保护电路存在充电过流的现象时，上述检测子模块21检测到上述锂电池保护电路的电压值高于预设值，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5和上述MOS管Q6断开，从而通过上述CO端口断开上述MOS管Q8，使上述锂电池B1终止充电但可进行放电，从而对上述锂电池保护电路起到充电过流保护作用，当上述锂电池保护电路恢复至正常工作状态时，上述检测子模块21检测到上述锂电池保护电路工作电压在预设值范围内，上述检测子模块21将结果反馈至上述控制子模块22，上述控制子模块22控制上述MOS管Q5重新启动，通过上述DO端口启动上述MOS管Q7，从而启动上述锂电池保护电路。
本发明的锂电池保护芯片及电路，利用上述升压模块4升高上述驱动模块3的输入电压，使上述驱动模块3稳定在最小导通内阻的工作状态，提高上述驱动模块3的控制精度，从而使上述驱动模块3的发热量稳定在最小值，提高上述驱动模块3的使用安全性和使用寿命；且通过增加设有上述反馈稳压模块5，使上述检测控制模块2更加精确控制上述升压模块4升高上述驱动模块3的输入电压，提高上述驱动模块3的使用安全性。
本发明的锂电池保护芯片及电路的保护对象除锂电池外，其保护对象还可以为与锂电池工作原理相仿的任何电池。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池保护芯片，其特征在于，包括检测控制模块、升压模块和驱动模块，
所述检测控制模块通过所述升压模块与所述驱动模块连接，所述检测控制模块控制所述升压模块升高所述驱动模块的输入电压；
所述驱动模块与所述检测控制模块连接，所述检测控制模块根据外部电路工作电压的大小控制所述驱动模块启动或关闭外部电路。
2.根据权利要求1所述的锂电池保护芯片，其特征在于，还包括反馈稳压模块，所述反馈稳压模块连接在所述升压模块和所述驱动模块之间，且与所述检测控制模块连接，所述反馈稳压模块检测上述升压模块与上述驱动模块之间的电压值，并将所述检测信号反馈至所述检测控制模块。
3.根据权利要求2所述的锂电池保护芯片，其特征在于，所述反馈稳压模块包括电阻R1、电阻R2、运算放大器和恒压源，所述电阻R1的第一端连接在所述升压模块和所述驱动模块之间，所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端连接，所述运算放大器的同相输入端连接在所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端之间，所述电阻R2的第二端与所述恒压源的负极连接，并与接地端连接，所述运算放大器的反相输入端与所述恒压源的正极连接，所述运算放大器的输出端与所述检测控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的锂电池保护芯片，其特征在于，所述检测控制模块包括检测子模块和控制子模块，所述检测子模块与所述控制子模块和所述驱动模块连接，所述控制子模块与所述升压模块和所述驱动模块连接，所述检测子模块检测外部电路工作电压的大小，并反馈至所述控制子模块，进而，所述控制子模块控制所述升压模块升高所述驱动模块的输入电压，且控制所述驱动模块启动或关闭外部电路。
5.根据权利要求1所述的锂电池保护芯片，其特征在于，所述升压模块包括IGBT管Q1、IGBT管Q2、耦合电容C1和负载电容Cout，所述IGBT管Q1的漏极与所述检测控制模块连接，所述IGBT管Q1的栅极连接在所述IGBT管Q1的漏极与所述检测控制模块之间，所述IGBT管Q1的源极与所述IGBT管Q2的漏极连接，所述IGBT管Q2的栅极连接在所述IGBT管Q1的源极与所述IGBT管Q2的漏极之间，所述耦合电容C1的正极连接在所述IGBT管Q1的源极与IGBT管Q2的栅极之间，所述耦合电容C1的负极与所述检测控制模块连接，所述负载电容Cout的正极连接在所述IGBT管Q2的源极和所述驱动模块之间，所述负载电容Cout的负极连接接地端。
6.根据权利要求1所述的锂电池保护芯片，其特征在于，所述驱动模块包括充电驱动子模块和放电驱动子模块，
所述放电驱动子模块与所述升压模块和所述检测控制模块连接，所述检测控制模块根据外部电路放电电压的大小控制所述放电驱动子模块启动或关闭外部电路；
所述充电驱动子模块与所述升压模块和所述检测控制模块连接，所述检测控制模块根据外部电路充电电压的大小控制所述充电驱动子模块启动或关闭外部电路。
7.根据权利要求6所述的锂电池保护芯片，其特征在于，所述放电驱动子模块包括MOS管Q3、MOS管Q4、二极管Z1和DO端口，所述MOS管Q3的源极与所述升压模块连接，所述MOS管Q3的栅极与所述检测控制模块连接，所述MOS管Q4的栅极与所述检测控制模块连接，所述MOS管Q3的漏极与所述MOS管Q4的漏极连接，所述DO端口连接在所述MOS管Q3的漏极与所述MOS管Q4的漏极之间，所述MOS管Q4的源极连接接地端，所述二极管Z1的正极连接在所述MOS管Q4的源极与接地端之间，所述二极管Z1的负极与所述DO端口连接。
8.根据权利要求6所述的锂电池保护芯片，其特征在于，所述充电驱动子模块包括MOS管Q5、MOS管Q6、二极管Z2和CO端口，所述MOS管Q5的源极与所述升压模块连接，所述MOS管Q5的栅极与所述检测控制模块连接，所述MOS管Q6的栅极与所述检测控制模块连接，所述MOS管Q5的漏极与所述MOS管Q6的漏极连接，所述CO端口连接在所述MOS管Q5的漏极与所述MOS管Q6的漏极之间，所述MOS管Q6的源极与二极管Z2的正极连接，所述检测控制模块连接在所述MOS管Q6的源极与所述二极管Z2的正极之间，所述二极管Z2的负极与所述CO端口连接。
9.根据权利要求1-8所述的锂电池保护芯片，其特征在于，还包括VDD端口、VSS端口和VM端口，所述检测控制模块通过所述VDD端口、所述VSS端口和所述VM端口与外部电路连接。
10.一种锂电池保护电路，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的锂电池保护芯片U1、电阻R3、电阻R4、锂电池B1、电容C2、MOS管Q7和MOS管Q8，电路正极EB+与所述锂电池B1的正极连接，所述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极连接，所述MOS管Q7的漏极与所述MOS管Q8的漏极连接，所述MOS管Q8的源极通过所述电阻R4与所述锂电池保护芯片U1连接，所述电阻R3的第一端连接在所述电路正极EB+与所述锂电池B1的正极之间，所述电阻R3的第二端与所述锂电池保护芯片U1连接，所述电容C2的正极连接在所述电阻R3的第二端与所述锂电池保护芯片U1之间，所述锂电池保护芯片U1连接在所述锂电池B1的负极与MOS管Q7的源极之间，所述电容C2的负极连接在所述锂电池B1的负极与所述锂电池保护芯片U1之间，且连接接地端，所述MOS管Q7的栅极与所述锂电池保护芯片U1连接，所述MOS管Q8的栅极与所述锂电池保护芯片U1连接，所述电路负极EB-连接在所述MOS管Q8的源极与所述电阻R4之间。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |