CN110601143A - 电池保护电路及电池充放电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的电池保护电路及电池充放电系统，在该电池保护电路中设置一隔离型场效应管，该隔离型场效应管的衬底与第一肖特基二极管的阳极以及第二肖特基二极管的阳极连接，该隔离型场效应管的源极与第一肖特基二极管的阴极连接，该隔离型场效应管的漏极与第二肖特基二极管的阴极连接，通过这种连接方式使得在任何时刻该隔离型场效应管的寄生二极管不会导通；并且该电池保护电路还搭配一控制模块，该控制模块根据从第一端、第二端以及第三端采集的信息输出一控制信号至第四端，以控制隔离型场效应管的导通与截止，从而可以在电池出现过充、过放、过流等情况时进行有效保护。

Description

电池保护电路及电池充放电系统

技术领域

本申请涉及充放电领域，具体涉及一种电池保护电路及电池充放电系统。

背景技术

近年来，电池的使用越来越广泛，为保电池的使用寿命，需专门的电路对其进行各种管理，比如在电池出现过充、过放、过流等情况时进行有效保护。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种电池保护电路及电池充放电系统，能够解决如何在电池出现过充、过放、过流等情况时进行有效保护的技术问题。

本申请实施例提供一种电池保护电路，包括：电池正连接端、电池负连接端、第一接线端、第二接线端、隔离型场效应管、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管以及控制模块，所述控制模块具有第一端、第二端、第三端以及第四端；

所述隔离型场效应管的栅极与所述第四端连接，所述隔离型场效应管的衬底与所述第一肖特基二极管的阳极以及所述第二肖特基二极管的阳极连接，所述隔离型场效应管的源极与所述第一肖特基二极管的阴极、所述电池负连接端以及所述第二端连接，所述隔离型场效应管的漏极与所述第二肖特基二极管的阴极、所述第二接线端以及所述第三端连接；所述电池正连接端与所述第一接线端以及所述第一端连接；

所述控制模块根据从所述第一端、所述第二端以及所述第三端采集的信息输出一控制信号至所述第四端，以控制所述隔离型场效应管的导通与截止。

在本申请所述的电池保护电路中，所述控制模块包括：第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第一检测子模块、第二检测子模块以及驱动子模块；

所述第一检测子模块的输入端与所述第一端连接，所述第二检测子模块的输入端与所述第三端连接，所述第一检测子模块的第一输出端与所述驱动子模块的第一输入端连接，所述第一检测子模块的第二输出端与所述驱动子模块的第二输入端连接，所述第二检测子模块的第一输出端与所述驱动子模块的第三输入端连接，所述第二检测子模块的第二输出端与所述驱动子模块的第四输入端连接，所述驱动子模块的输出端与所述第四端连接；

所述第一开关的一端与所述第一端连接，所述第一开关的另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三端以及所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述第二端连接；

所述第一检测子模块用于根据从所述第一端采集的电压信息输出信号至所述驱动子模块的第一输入端以及所述驱动子模块的第二输入端，以使得所述驱动子模块输出所述控制信号至所述第四端；

所述第二检测子模块用于根据从所述第三端采集的电压信息输出信号至所述驱动子模块的第三输入端以及所述驱动子模块的第四输入端，以使得所述驱动子模块输出所述控制信号至所述第四端。

在本申请所述的电池保护电路中，所述第一检测子模块包括：第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的第一正极端以及所述第二比较器的第一负极端均与所述第一端连接，所述第一比较器的第一负极端与第一阈值电压连接，所述第二比较器的第二正极端与第二阈值电压连接，所述第一比较器的输出端与所述驱动子模块的第一输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述驱动子模块的第二输入端连接。

在本申请所述的电池保护电路中，所述第二检测子模块包括：第三比较器以及第四比较器；

所述第三比较器的第三负极端以及所述第四比较器的第四正极端均与所述第三端连接，所述第三比较器的第三正极端以及所述第四比较器的第四负极端均接地，所述第三比较器的输出端与所述驱动子模块的第三输入端连接，所述第四比较器的的输出端与所述驱动子模块的第四输入端连接。

在本申请所述的电池保护电路中，所述驱动子模块包括：第一与门、第二与门、或门、非门以及第一电平转换器；

所述第一与门的第一输入端与所述第一驱动子模块的第一输出端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第二驱动子模块的第一输出端连接，所述第二与门的第一输入端与所述第一驱动子模块的第二输出端连接，所述第二与门的第二输入端与所述第二驱动子模块的第二输出端连接，所述第一与门的输出端与所述或门的第一输入端连接，所述第二与门的输出端与所述或门的第二输入端连接，所述或门的输出端与所述非门的输入端连接，所述非门的输出端与所述第一电平转换器的输入端连接，所述第一电平转换器的输出端与所述第四端连接。

在本申请所述的电池保护电路中，所述控制模块还包括第三检测子模块，所述第三检测子模块的输入端与所述第三端连接，所述第三检测子模块的第一输出端与所述驱动子模块的第五输入端连接，所述第三检测子模块的第二输出端与所述驱动子模块的第六输入端连接，所述第三检测子模块的第三输出端与所述驱动子模块的第七输入端连接；

所述第三检测子模块用于根据从所述第三端采集的电流信息输出信号至所述驱动子模块的第五输入端、所述驱动子模块的第六输入端以及所述驱动子模块的第七输入端，以使得所述驱动子模块输出所述控制信号至所述第四端。

在本申请所述的电池保护电路中，所述第三检测子模块包括：第五比较器、第六比较器以及第七比较器；

所述第五比较器的第五负极端、所述第六比较器的第六正极端以及所述第七比较器的第七正极端均与所述第三端连接，所述第五比较器的第五正极端与第三阈值电压连接，所述第六比较器的第六负极端与第四阈值电压连接，所述第七比较器的第七负极端与第五阈值电压连接，所述第五比较器的输出端与所述驱动子模块的第五输入端连接，所述第六比较器的输出端与所述驱动子模块的第六输入端连接，所述第七比较器的输出端与所述驱动子模块的第七输入端连接。

在本申请所述的电池保护电路中，所述控制模块包括：第一增强型场效应管、第二增强型场效应管、第二电平转换器、第三电平转换器、第四电平转换器、第三与门以及第四检测子模块；

所述第四检测子模块具有第一子端、第二子端、第三子端、第四子端以及第五子端；所述第一子端与所述第一端连接，所述第二子端与所述第三端连接，所述第三子端与所述第一增强型场效应管的栅极以及所述第二电平转换器的一端连接，所述第四子端与所述第二增强型场效应管的栅极以及所述第二电平转换器的一端连接，所述第二电平转换器的另一端与所述第三与门的第一输入端连接，所述第二电平转换器的另一端与所述第三与门的第二输入端连接，所述第三与门的输出端与所述第四电平转换器的一端连接，所述第四电平转换器的另一端与所述第四端连接，所述第五子端与所述第一增强型场效应管的源极、衬底以及所述第二端连接，所述第一增强型场效应管的漏极与所述第二增强型场效应管的漏极连接，所述第二增强型场效应管的源极、衬底均与所述第三端连接；

所述第四检测子模块用于根据从所述第一子端以及所述第二子端采集的信息输出信号至所述第三子端，以及输出信号至所述第四子端，以使得所述控制模块输出所述控制信号。

在本申请所述的电池保护电路中，所述第四检测子模块为传统串联式双开关电路。

本申请实施例还提供一种电池充放电系统，包括以上所述的电池保护电路、电池以及充电器/负载；其中，所述电池正连接端与所述电池的一端连接，所述电池负连接端与所述电池的另一端连接，所述第一接线端与所述充电器/负载的一端连接，所述第二接线端与所述充电器/负载的另一端连接。

本申请实施例提供的电池保护电路及电池充放电系统，在该电池保护电路中设置一隔离型场效应管，该隔离型场效应管的衬底与第一肖特基二极管的阳极以及第二肖特基二极管的阳极连接，该隔离型场效应管的源极与第一肖特基二极管的阴极连接，该隔离型场效应管的漏极与第二肖特基二极管的阴极连接，通过这种连接方式使得在任何时刻该隔离型场效应管的寄生二极管不会导通；并且该电池保护电路搭配一控制模块，该控制模块根据从第一端、第二端以及第三端采集的信息输出一控制信号至第四端，以控制隔离型场效应管的导通与截止，从而可以在电池出现过充、过放、过流等情况时进行有效保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电池保护电路的结构示意图；

图1a-图1b为本申请实施例提供的电池保护电路中的隔离型场效应管的原理示意图；

图2为本申请实施例提供的电池保护电路的第一种具体结构示意图；

图3为图2所示的电池保护电路中的第一检测子模块的结构示意图；

图4为图2所示的电池保护电路中的第二检测子模块的结构示意图；

图5为图2所示的电池保护电路中的驱动子模块的结构示意图；

图6为图2所示的电池保护电路的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的电池保护电路的第二种具体结构示意图；

图8为图7所示的电池保护电路中的第三检测子模块的结构示意图；

图9为图7所示的电池保护电路中的驱动子模块的结构示意图；

图10为图7所示的电池保护电路的流程示意图；以及

图11为本申请实施例提供的电池保护电路的第三种具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电池保护电路的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的电池保护电路包括：电池正连接端e1、电池负连接端e2、第一接线端e3、第二接线端e4、隔离型场效应管102、第一肖特基二极管D1、第二肖特基二极管D2以及控制模块101，控制模块101具有第一端c1、第二端c2、第三端c3以及第四端c4。可以理解的，本领域技术人员可以根据需要在电池正极端e1和电池负极端e2之间接入相应电池，在第一接线端e3和第二接线e4端之间接入相应充电器/负载。

其中，隔离型场效应管102的栅极a与第四端c4连接，隔离型场效应管102的衬底b与第一肖特基二极管D1的阳极以及第二肖特基二极管D2的阳极连接，隔离型场效应管的源极与第一肖特基二极管D1的阴极、电池负连接端e2以及第二端c2连接，隔离型场效应管102的漏极与第二肖特基二极管D2的阴极、第二接线端e4以及第三端c3连接，电池正连接端e1与第一接线端e3以及第一端c1连接；该控制模块101根据从第一端c1、第二端c2以及第三端c3采集的信息输出一控制信号至第四端c4，以控制隔离型场效应102管的导通与截止。

本申请实施例提供的电池保护电路，在该电池保护电路中设置一隔离型场效应管102，该隔离型场效应管102的衬底b与第一肖特基二极管D1的阳极以及第二肖特基二极管D2的阳极连接，该隔离型场效应管102的源极d与第一肖特基二极管D1的阴极连接，该隔离型场效应管102的漏极s与第二肖特基二极管D2的阴极连接，通过这种连接方式使得在任何时刻该隔离型场效应管102的寄生二极管不会导通。

具体的，请参阅图1a-图1b，图1a-图1b为本申请实施例提供的电池保护电路中的隔离型场效应管的原理示意图。如图1a、1b所示，该隔离型场效应管102具有源极d、漏极S、栅极a以及衬底b。其中，在该隔离型场效应管102的源极d与衬底b之间、以及在该隔离型场效应管102的漏极s与衬底b之间分别具有一寄生二极管。本申请实施例通过在该隔离型场效应管102的源极s与衬底b之间设置一第一肖特基二极管D1，以及在该隔离型场效应管102的漏极d与衬底b之间设置一第二肖特基二极管D2，从而可以使得该隔离型场效应管102自动达成偏置。

可以理解的，当衬底b对漏极s有逆偏压时，会有漏极s对衬底b的轻微漏电流，这个漏电流顺向透过第一肖特基二极管D1流向源极，令衬底b的电压偏置在比源极d高出0.4V。同样，当衬底b对源极d有逆偏压时，会有源极d对衬底b的轻微漏电流，这个漏电流顺向透过第二肖特基二极管D2流向漏极，令衬底b的电压源偏置在比漏极s高出0.4V。由以上机制，衬底b的电压自动通过第一肖特基二极管D1和第二肖特基二极管D2达成偏置。由于二极管的整流特性，该隔离型场效应管102的两个寄生二极管连接方向，以及外接第一肖特基二极管D1和第二肖特基二极管D2的连接配置，正常电流无法透过二极管在源漏极之间导通。也即，该隔离型场效应管102的源漏极之间的电流仅能通过该隔离型场效应管102的导电沟道才能导通。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的电池保护电路的第一种具体结构示意图。结合图1、图2所示，该控制模块101包括：第一开关S1、第二开关S2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一检测子模块1011、第二检测子模块1012以及驱动子模块1013a。

其中，第一检测子模块1011的输入端f1与第一端c1连接，第二检测子模块1012的输入端f2与第三端c3连接，第一检测子模块1011的第一输出端g1与驱动子模块1013a的第一输入端f3连接，第一检测子模块1011的第二输出端g2与驱动子模块1013a的第二输入端f4连接，第二检测子模块1012的第一输出端g3与驱动子模块1013a的第三输入端f5连接，第二检测子模块1012的第二输出端g4与驱动子模块1013a的第四输入端f6连接，驱动子模块1013a的输出端g5与第四端c4连接。第一开关S1的一端与第一端c1连接，第一开关S1的另一端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第三端c3以及第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二开关S2的一端连接，第二开关S2的另一端与第二端c2连接。

其中，第一检测子模块1011用于根据从第一端c1采集的电压信息输出信号至驱动子模块1013a的第一输入端f3以及驱动子模块1013a的第二输入端f4，以使得驱动子模块1013a输出控制信号至第四端c4。第二检测子模块1012用于根据从第三端c3采集的电压信息输出信号至驱动子模块1013a的第三输入端f5以及驱动子模块1013a的第四输入端f6，以使得驱动子模块1013a输出控制信号至第四端c4。

请参阅图3，图3为图2所示的电池保护电路中的第一检测子模块的结构示意图。结合图2、图3所示，第一检测子模块1011包括：第一比较器H1和第二比较器H2。第一比较器H1的第一正极端以及第二比较器H2的第一负极端均与第一端c1连接，第一比较器H1的第一负极端与第一阈值电压Vth1连接，第二比较器H2的第二正极端与第二阈值电压Vth2连接，第一比较器H1的输出端与驱动子模块1013a的第一输入端f3连接，第二比较器H2的输出端与驱动子模块1013a的第二输入端f4连接。

其中，第一阈值电压Vth1用于判断电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池是否处于过充电压状态，第二阈值电压Vth2用于判断电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池是否处于过放电压状态。

当第一端c1的电压大于第一阈值电压Vth1时，第一比较器H1输出高电平，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于过充电压状态；当第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1时，第一比较器H1输出低电平，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池没有处于过充电压状态。当第一端c1的电压小于第二阈值电压Vth2时，第二比较器H2输出高电平，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于过放电压状态；当第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2时，第二比较器H2输出低电平，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池没有处于过放电压状态。

其中，第一阈值电压Vth1大于第二阈值电压Vth2。在一种实施方式中，第一阈值电压Vth1介于4.2V至4.6V之间，第二阈值电压Vth2介于1.9V至3.4V之间。

请参阅图4，图4为图2所示的电池保护电路中的第二检测子模块的结构示意图。结合图2、图4所示，第二检测子模块1012包括：第三比较H3器以及第四比较器H4。第三比较器H3的第三负极端以及第四比较器H4的第四正极端均与第三端c3连接，第三比较器H3的第三正极端以及第四比较器H4的第四负极端均接地，第三比较器H3的输出端与驱动子模块1013a的第三输入端f5连接，第四比较器H4的的输出端与驱动子模块1013a的第四输入端f6连接。

其中，当第三端c3的电压小于接地电压时，第三比较器H3输出高电平，第一接线端e3与第二接线端e4之间接充电器；当第三端c3的电压大于接地电压时，第三比较器H3输出低电平，第一接线端e3与第二接线端e4之间没有接充电器。当第三端c3的电压大于接地电压时，第四比较器H4输出高电平，第一接线端e3与第二接线端e4之间接负载；当第三端c3的电压小于接地电压时，第四比较器H4输出低电平，第一接线端e3与第二接线端e4之间没有接负载。

请参阅图5，图5为图2所示的电池保护电路中的驱动子模块的结构示意图。结合图2、图5所示，驱动子模块1013a包括：第一与门M1、第二与门M2、或门M3、非门M4以及第一电平转换器10131。第一与门M1的第一输入端与第一驱动子模块1011的第一输出端g1连接，第一与门M1的第二输入端与第二驱动子模块1012的第一输出端g3连接，第二与门M2的第一输入端与第一驱动子模块1011的第二输出端g2连接，第二与门M2的第二输入端与第二驱动子模块1012的第二输出端g4连接，第一与门M1的输出端与或门M3的第一输入端连接，第二与门M2的输出端与或门M3的第二输入端连接，或门M3的输出端与非门M4的输入端连接，非门M4的输出端与第一电平转换器10131的输入端连接，第一电平转换器10131的输出端与第四端c4连接。

下面结合图1、图2、图3、图4、图5、图6对本申请实施例的电池保护电路的工作原理进行说明。其中，图6为图2所示的电池保护电路的流程示意图。当该电池保护电路工作时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间接入电池，第一接线端e3与第二接线端e4之间接充电器/负载。

本申请实施例通过不断侦测第一端c1的电压和第二端c2的电压，从而可以在电池出现过充、过放等情况时进行有效保护。该电池保护电路包括以下几种情况：

第一种情况，当第一端c1的电压大于第一阈值电压Vth1，且第三端c3的电压小于等于接地电压时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于过充电压状态，且第一接线端e3与第二接线端e4之间接充电器，此时，隔离型场效应管102截止，控制第一开关S1导通，控制第二开关S2截止，并继续侦测第一端c1的电压和第二端c2的电压。

具体的，当第一端c1的电压大于第一阈值Vth1电压，且第三端c3的电压小于接地电压时，第一比较器H1的输出端以及第三比较器H3的输出端均输出高电平，第一与门M1的输出端输出高电平，或门M3的输出端输出高电平，非门M4的输出端输出低电平，第一电平转换器10131将低电平转换成使得隔离型场效应管102截止的电压，该隔离型场效应管102截止。

第二种情况，当第一端c1的电压大于第一阈值电压Vth1，且第三端c3的电压大于接地电压时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于过充电压状态，且第一接线端e3与第二接线端e4之间接负载，此时，隔离型场效应管102导通，控制第一开关S1以及第二开关S2均截止。

具体的，当第一端c1的电压大于第一阈值Vth1电压，且第三端c3的电压大于接地电压时，第一比较器H1的输出端以及第四比较器H4的输出端均输出高电平，第二比较器H2的输出端以及第三比较器H3的输出端均输出低电平，第一与门M1的输出端以及第二与门M2的输出端均输出低电平，或门M3的输出端输出低电平，非门M4的输出端输出高电平，第一电平转换器10131将高电平转换成使得隔离型场效应管102导通的电压，该隔离型场效应管102导通。

第三种情况，当第一端c1的电压小于第二阈值Vth2电压，且第三端c3的电压大于等于接地电压时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于过放电压状态，且第一接线端e3与第二接线端e4之间接负载，此时，隔离型场效应管102截止，控制第一开关S1导通，控制第二开关S2截止。

具体的，当第一端c1的电压小于第二阈值电Vth2压，且第三端c3的电压大于接地电压时，第二比较器H2的输出端以及第四比较器H4的输出端均输出高电平，第二与门M2的输出端输出高电平，或门M3的输出端输出高电平，非门M4的输出端输出低电平，第一电平转换器10131将低电平转换成使得隔离型场效应管102截止的电压，该隔离型场效应管102截止。

第四种情况，当第一端c1的电压小于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压小于接地电压时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于过放电压状态，且第一接线端e1与第二接线端e2之间接充电器，此时，隔离型场效应管102导通，控制第一开关S1以及第二开关S2均截止。

具体的，当第一端c1的电压小于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压小于接地电压时，第二比较器H2的输出端以及第三比较器的输出端均输出高电平，第一比较器H1的输出端以及第四比较器H4的输出端均输出低电平，第一与门M1的输出端以及第二与门M2的输出端均输出低电平，或门M3的输出端输出低电平，非门M4的输出端输出高电平，第一电平转换器10131将高电平转换成使得隔离型场效应管102导通的电压，该隔离型场效应管102导通。

第五种情况，当第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于正常状态，此时，隔离型场效应管102导通，控制第一开关S1以及第二开关S2均截止。

具体的，当检测到第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2时，第一比较器H1的输出端以及第二比较器H2的输出端均输出低电平，第一与门M1的输出端以及第二与门M2的输出端均输出低电平，或门M3的输出端输出低电平，非门M4的输出端输出高电平，第一电平转换器10131将高电平转换成使得隔离型场效应管102导通的电压，该隔离型场效应管102导通。

请参阅图7，图7为本申请实施例提供的电池保护电路的第二种具体结构示意图。其中，图7所示的电池保护电路与图2所示的电池保护电路的区别在于：图7所示的电池保护电路中的控制模块101还包括第三检测子模块1014，第三检测子模块1014的输入端与第三端c3连接，第三检测子模块1014的第一输出端g5与驱动子模块1013a的第五输入端f7连接，第三检测子模块的第二输出端g6与驱动子模块1013a的第六输入端f8连接，第三检测子模块的第三输出端g7与驱动子模块1013a的第七输入端f9连接。

第三检测子模块1014用于根据从第三端c3采集的电流信息输出信号至驱动子模块1013a的第五输入端f7、驱动子模块1013a的第六输入端f8以及驱动子模块1013a的第七输入端f9，以使得驱动子模块1013a输出控制信号至第四端c4。

请参阅图8、图9，图8为图7所示的电池保护电路中的第三检测子模块的结构示意图。图9为图7所示的电池保护电路中的驱动子模块的结构示意图。如图8、图9所示所示，第三检测子模块1013b包括：第五比较器H5、第六比较器H6以及第七比较器H7；第五比较器H5的第五负极端、第六比较器H6的第六正极端以及第七比较器H7的第七正极端均与第三端c3连接，第五比较器H5的第五正极端与第三阈值Vth3电压连接，第六比较器H6的第六负极端与第四阈值电压Vth4连接，第七比较器H7的第七负极端与第五阈值电压Vth5连接，第五比较器H5的输出端与驱动子模块1013b的第五输入端f7连接，第六比较器H6的输出端与驱动子模块1013b的第六输入端f8连接，第七比较器H7的输出端与驱动子模块1013b的第七输入端f9连接。

其中，第三阈值电压Vth3、第四阈值电压Vth4以及第五阈值电压Vth5均用于判断该电池保护电路的电流是否正常。

当第三端的电压c3小于第三阈值电压Vth3时，第五比较器H5输出高电平，该电池保护电路的电流超出过充电流阈值；当第三端c3的电压大于第三阈值电压时，第五比较器H5输出低电平，该电池保护电路的电流没有超出过充电流阈值。当第三端c3的电压大于第四阈值电压Vth4时，第六比较器H6输出高电平，该电池保护电路的电流超出过放电流阈值；当第三端c3的电压小于第四阈值电压Vth4时，第六比较器H6输出低电平，该电池保护电路的电流没有超出过放电流阈值。当第三端c3的电压大于第五阈值电压Vth5时，第七比较器H7输出高电平，该电池保护电路处于短路状态；当第三端c3的电压小于第五阈值电压Vth5时，第六比较器H6输出低电平，该电池保护电路的没有处于短路状态。

在一种实施方式中，第三阈值电压Vth3介于-0.05V至-0.2之间，第四阈值电压Vth4介于0.05V至0.2V之间，第五阈值电压Vth5介于0.5V至3V之间。

下面结合图1、图3、图4、图7、图8、图9、图10对本申请实施例的电池保护电路的工作原理进行说明。其中，图10为图7所示的电池保护电路的流程示意图。当该电池保护电路工作时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间接入电池，第一接线端e3与第二接线端e4之间接充电器/负载。

其中，图10所示的流程示意图与图6所示的流程示意图的区别在于，该电池保护电路还包括以下几种情况：

第六种情况，当第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2，且第三端C3的电压小于第三阈值Vth3时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电压电池处于正常状态，该电池保护电路的电流超出过充电流阈值，第一接线端e3与第二接线端e4之间接充电器，此时，隔离型场效应管102截止，控制第一开关S1截止，控制第二开关S2导通。

具体的，当检测到第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压小于第三阈值电压Vth3时，第一比较器H1的输出端以及第二比较器H2的输出端均输出低电平，第五比较器H5的输出端输出高电平，第一与门M1的输出端以及第二与门M2的输出端均输出低电平，或门M3的输出端输出高电平，非门M4的输出端输出低电平，第一电平转换器10131将低电平转换成使得隔离型场效应管102截止的电压，该隔离型场效应管102截止。

第七种情况，当第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压大于第四阈值电压Vth4时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于正常状态，该电池保护电路的电流超出过放电流阈值，第一接线端e3与第二接线端e4之间接负载，此时，隔离型场效应管102截止，控制第一开关S1截止，控制第二开关S2导通。

具体的，当检测到第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压大于第四阈值Vth4时，第一比较器H1的输出端以及第二比较器H2的输出端均输出低电平，第六比较器H6的输出端输出高电平，第一与门M1的输出端以及第二与门M2的输出端均输出低电平，或门M3的输出端输出高电平，非门M4的输出端输出低电平，第一电平转换器10131将低电平转换成使得隔离型场效应管102截止的电压，该隔离型场效应管102截止。

第八种情况，当第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压大于第五阈值电压Vth5时，电池正连接端e1与电池负连接端e2之间的电池处于正常状态，该电池保护电路短路，第一接线端e3与第二接线端e4之间接负载，此时，隔离型场效应管102截止，控制第一开关S1截止，控制第二开关S2导通。

具体的，当检测到第一端c1的电压小于第一阈值电压Vth1，且第一端c1的电压大于第二阈值电压Vth2，且第三端c3的电压大于第五阈值Vth5时，第一比较器H1的输出端以及第二比较器H2的输出端均输出低电平，第六比较器H6的输出端输出高电平，第一与门M1的输出端以及第二与门M2的输出端均输出低电平，或门M3的输出端输出高电平，非门M4的输出端输出低电平，第一电平转换器10131将低电平转换成使得隔离型场效应管102截止的电压，该隔离型场效应管102截止。

请参阅图11，图11为本申请实施例提供的电池保护电路的第三种具体结构示意图。其中，图11所示的电池保护电路与图2所示的电池保护电路的区别在于：图11所示的电池保护电路中的控制模块101包括：第一增强型场效应管N1、第二增强型场效应管N2、第二电平转换器10、第三电平转换器20、第四电平转换器30、第三与门40以及第四检测子模块50；

所述第四检测子模块50具有第一子端k1、第二子端k2、第三子端k3、第四子端k4以及第五子端k5；第一子端k1与第一端c1连接，第二子端k2与第三端c3连接，第三子端k3与第一增强型场效应管N1的栅极以及第二电平转换器的一端连接，第四子端k4与第二增强型场效应管N2的栅极以及第二电平转换器20的一端连接，第二电平转换器20的另一端与第三与门M5的第一输入端连接，第二电平转换器20的另一端与第三与门M5的第二输入端连接，第三与门M5的输出端与第四电平转换器40的一端连接，第四电平转换器的另一端与第四端c4连接，第五子端k5与第一增强型场效应管N1的源极、衬底以及第二端c2连接，第一增强型场效应管N1的漏极与第二增强型场效应管N2的漏极连接，第二增强型场效应管N2的源极、衬底均与第三端c3连接。

第四检测子模块50用于根据从第一子端k1以及第二子端k2采集的信息输出信号至第三子端k3，以及输出信号至第四子端k4，以使得控制模块101输出控制信号。其中，该第四检测子模块50为传统串联式双开关电路，在此不做赘述。

图11所示的电池保护电路的原理仍采用了现有的双开关串联架构与现有的双开关控制方法，另外加上逻辑电路与电平转换器，当第一增强型场效应管N1和第二增强型场效应管N2同时都要打开时，才令隔离型场效应管(主开关)102打开。此时第一增强型场效应管N1和第二增强型场效应管N2并非扮演主开关脚色，而是主开关已经进入关断保护时，提供一个临时过渡电流路径，所以第一增强型场效应管N1和第二增强型场效应管N2本身的开关电阻可以远比主开关大而不用耗费太多的芯片面积成本。

本申请还提供一种电池充放电系统，其包括以上所述的电池保护电路、电池以及充电器/负载；其中，所述电池正连接端与所述电池的一端连接，所述电池负连接端与所述电池的另一端连接，所述第一接线端与所述充电器/负载的一端连接，所述第二接线端与所述充电器/负载的另一端连接。

本申请实施例提供的电池保护电路及电池充放电系统，在该电池保护电路中设置一隔离型场效应管，该隔离型场效应管的衬底与第一肖特基二极管的阳极以及第二肖特基二极管的阳极连接，该隔离型场效应管的源极与第一肖特基二极管的阴极连接，该隔离型场效应管的漏极与第二肖特基二极管的阴极连接，通过这种连接方式使得在任何时刻该隔离型场效应管的寄生二极管不会导通；并且该电池保护电路搭配一控制模块，该控制模块根据从第一端、第二端以及第三端采集的信息输出一控制信号至第四端，以控制隔离型场效应管的导通与截止，从而可以在电池出现过充、过放、过流等情况时进行有效保护。

Claims (10)

1.一种电池保护电路，其特征在于，包括：电池正连接端、电池负连接端、第一接线端、第二接线端、隔离型场效应管、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管以及控制模块，所述控制模块具有第一端、第二端、第三端以及第四端；

所述隔离型场效应管的栅极与所述第四端连接，所述隔离型场效应管的衬底与所述第一肖特基二极管的阳极以及所述第二肖特基二极管的阳极连接，所述隔离型场效应管的源极与所述第一肖特基二极管的阴极、所述电池负连接端以及所述第二端连接，所述隔离型场效应管的漏极与所述第二肖特基二极管的阴极、所述第二接线端以及所述第三端连接；所述电池正连接端与所述第一接线端以及所述第一端连接；

所述控制模块根据从所述第一端、所述第二端以及所述第三端采集的信息输出一控制信号至所述第四端，以控制所述隔离型场效应管的导通与截止。

2.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述控制模块包括：第一开关、第二开关、第一电阻、第二电阻、第一检测子模块、第二检测子模块以及驱动子模块；

所述第一检测子模块的输入端与所述第一端连接，所述第二检测子模块的输入端与所述第三端连接，所述第一检测子模块的第一输出端与所述驱动子模块的第一输入端连接，所述第一检测子模块的第二输出端与所述驱动子模块的第二输入端连接，所述第二检测子模块的第一输出端与所述驱动子模块的第三输入端连接，所述第二检测子模块的第二输出端与所述驱动子模块的第四输入端连接，所述驱动子模块的输出端与所述第四端连接；

所述第一开关的一端与所述第一端连接，所述第一开关的另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三端以及所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述第二端连接；

所述第一检测子模块用于根据从所述第一端采集的电压信息输出信号至所述驱动子模块的第一输入端以及所述驱动子模块的第二输入端，以使得所述驱动子模块输出所述控制信号至所述第四端；

所述第二检测子模块用于根据从所述第三端采集的电压信息输出信号至所述驱动子模块的第三输入端以及所述驱动子模块的第四输入端，以使得所述驱动子模块输出所述控制信号至所述第四端。

3.根据权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述第一检测子模块包括：第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的第一正极端以及所述第二比较器的第一负极端均与所述第一端连接，所述第一比较器的第一负极端与第一阈值电压连接，所述第二比较器的第二正极端与第二阈值电压连接，所述第一比较器的输出端与所述驱动子模块的第一输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述驱动子模块的第二输入端连接。

4.根据权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二检测子模块包括：第三比较器以及第四比较器；

所述第三比较器的第三负极端以及所述第四比较器的第四正极端均与所述第三端连接，所述第三比较器的第三正极端以及所述第四比较器的第四负极端均接地，所述第三比较器的输出端与所述驱动子模块的第三输入端连接，所述第四比较器的的输出端与所述驱动子模块的第四输入端连接。

5.根据权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述驱动子模块包括：第一与门、第二与门、或门、非门以及第一电平转换器；

所述第一与门的第一输入端与所述第一驱动子模块的第一输出端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第二驱动子模块的第一输出端连接，所述第二与门的第一输入端与所述第一驱动子模块的第二输出端连接，所述第二与门的第二输入端与所述第二驱动子模块的第二输出端连接，所述第一与门的输出端与所述或门的第一输入端连接，所述第二与门的输出端与所述或门的第二输入端连接，所述或门的输出端与所述非门的输入端连接，所述非门的输出端与所述第一电平转换器的输入端连接，所述第一电平转换器的输出端与所述第四端连接。

6.根据权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述控制模块还包括第三检测子模块，所述第三检测子模块的输入端与所述第三端连接，所述第三检测子模块的第一输出端与所述驱动子模块的第五输入端连接，所述第三检测子模块的第二输出端与所述驱动子模块的第六输入端连接，所述第三检测子模块的第三输出端与所述驱动子模块的第七输入端连接；

所述第三检测子模块用于根据从所述第三端采集的电流信息输出信号至所述驱动子模块的第五输入端、所述驱动子模块的第六输入端以及所述驱动子模块的第七输入端，以使得所述驱动子模块输出所述控制信号至所述第四端。

7.根据权利要求6所述的电池保护电路，其特征在于，所述第三检测子模块包括：第五比较器、第六比较器以及第七比较器；

所述第五比较器的第五负极端、所述第六比较器的第六正极端以及所述第七比较器的第七正极端均与所述第三端连接，所述第五比较器的第五正极端与第三阈值电压连接，所述第六比较器的第六负极端与第四阈值电压连接，所述第七比较器的第七负极端与第五阈值电压连接，所述第五比较器的输出端与所述驱动子模块的第五输入端连接，所述第六比较器的输出端与所述驱动子模块的第六输入端连接，所述第七比较器的输出端与所述驱动子模块的第七输入端连接。

8.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述控制模块包括：第一增强型场效应管、第二增强型场效应管、第二电平转换器、第三电平转换器、第四电平转换器、第三与门以及第四检测子模块；

所述第四检测子模块具有第一子端、第二子端、第三子端、第四子端以及第五子端；所述第一子端与所述第一端连接，所述第二子端与所述第三端连接，所述第三子端与所述第一增强型场效应管的栅极以及所述第二电平转换器的一端连接，所述第四子端与所述第二增强型场效应管的栅极以及所述第二电平转换器的一端连接，所述第二电平转换器的另一端与所述第三与门的第一输入端连接，所述第二电平转换器的另一端与所述第三与门的第二输入端连接，所述第三与门的输出端与所述第四电平转换器的一端连接，所述第四电平转换器的另一端与所述第四端连接，所述第五子端与所述第一增强型场效应管的源极、衬底以及所述第二端连接，所述第一增强型场效应管的漏极与所述第二增强型场效应管的漏极连接，所述第二增强型场效应管的源极、衬底均与所述第三端连接；

所述第四检测子模块用于根据从所述第一子端以及所述第二子端采集的信息输出信号至所述第三子端，以及输出信号至所述第四子端，以使得所述控制模块输出所述控制信号。

9.根据权利要求8所述的电池保护电路，其特征在于，所述第四检测子模块为传统串联式双开关电路。

10.一种电池充放电系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池保护电路、电池以及充电器/负载；其中，所述电池正连接端与所述电池的一端连接，所述电池负连接端与所述电池的另一端连接，所述第一接线端与所述充电器/负载的一端连接，所述第二接线端与所述充电器/负载的另一端连接。