CN112152288A - 一种电池保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池保护电路，在现有的电池保护电路上加入钳位电路，所述钳位电路的第一端与所述电源电压采样点连接，第二端与电池的负极共接于地，第三端与所述回路电流采样点连接，所述回路电流采样点位于充电电源或负载侧的负极。通过所述钳位电路从电源电压采样点接收电能，检测所述回路电流采样点上的电压值，并在所述回路电流采样点出现负高压时对所述回路电流采样点进行钳位处理，从而有效地解决了负高压将低压开关管击穿而损坏芯片的问题，在使用低压开关管的同时实现了电池保护芯片的高耐压，且降低了芯片面积和成本。

Description

一种电池保护电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种电池保护电路。

背景技术

现有的电池保护芯片内部包括检测电池电压的过放保护电路和过充保护电路，检测回路电流的放电过流保护电路、充电过流保护以及短路保护电路，以及控制充放电开关管通断的开关管控制模块，实现对电池充放电的保护。然而，现有电池保护芯片中的开关管主要采用低压MOS管，器件耐压大约为10V，当用户误插入比如20V的高压充电器或者回路电流采样点VM出现浪涌电压时，很容易使开关管损坏，导致所述电池保护芯片无法正常工作。而将开关管换成耐高压的管子，则会大大增加芯片面积和成本。

发明内容

本发明提供一种电池保护电路，以解决现有电池保护电路使用低压开关管易时被击穿而损坏芯片、使用高压开关管时增加芯片面积和成本的问题

本发明的是这样实现的，一种电池保护电路，包括：

基准和偏置电路、电压保护电路、电流保护电路、延时电路、开关管控制电路、开关管以及钳位电路；

所述电压保护电路的第一端与电源电压采样点连接，第二端与所述延时电路的第一端连接；

所述电流保护电路的第一端与回路电流采样点连接，第二端与所述延时电路的第二端连接；

所述延时电路的第二端与所述开关管控制电路的第一端连接；

所述开关管控制电路的第二端与所述开关管的栅极连接；

所述开关管的源极和漏极串接在电池和充电电源或负载之间的充放电回路中；

所述钳位电路的第一端与所述电源电压采样点连接，第二端与电池的负极共接于地，第三端与所述回路电流采样点连接；

所述回路电流采样点位位于所述充电电源或负载侧的负极；

所述基准和偏置电路与所述电源电压采样点连接；

所述基准和偏置电路用于产生电压保护电路所需的偏置电压和电流保护电路所需的偏置电流；所述电压保护电路用于检测电源电压，并在所述电源电压发生异常时产生检测翻转信号；所述电流保护电路用于检测充电电流、放电电流，并在充电电流、放电电流发生异常时产生检测翻转信号；所述延时电路用于对所述检测翻转信号进行延时处理；所述开关管控制电路用于根据延时电路的输出信号产生控制信号，并将所述控制信号发送至所述开关管，以控制开关管的启动或关闭；所述钳位电路用于在所述回路电流采样点出现负高压时对所述回路电流采样点进行钳位处理。

可选地，所述钳位电路工作时，其第二端与第三端之间的压降小于所述开关管的源漏击穿电压。

可选地，所述钳位电路包括一NMOS管和一二极管串组，所述二极管串组包括若干个相互串联的二极管；

所述NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述二极管串组的正极连接；

所述二极管串组的负极与所述回路电流采样点连接。

可选地，所述NMOS管的阈值电压与所述若干个二极管的导通电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

可选地，所述钳位电路包括一NMOS管串组，所述NMOS管串组包括若干个相互串联的NMOS管；

其中，每一个NMOS管的源极与后一个NMOS管的漏极和栅极之间的共接点连接；

首个NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地；

末个NMOS管的源极与所述回路电流采样点连接。

可选地，所述若干个NMOS管的阈值电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

可选地，所述钳位电路包括一NMOS管和一PMOS管串组，所述PMOS管串组包括若干个相互串联的PMOS管；

所述NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述PMOS管串组中的首个PMOS管的源极连接；

在所述PMOS管串组中，每一个PMOS管的栅极和漏极之间的共接点与后一个PMOS管的源极连接，末个PMOS管的栅极和漏极之间的共接点与所述回路电流采样点连接。

可选地，所述NMOS管的阈值电压和所述若干个PMOS管的阈值电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

可选地，所述开关管控制电路包括逻辑电路、衬底切换电路、栅极控制电路；

所述逻辑电路的输入端与所述延时电路的第二端连接，第一输出端与所述衬底切换电路的第一端连接，第二输出端与所述栅极控制电路的第一端连接；

所述衬底切换电路的第二端与所述开关管的衬底连接；

所述栅极控制电路的输出端与所述开关管的栅极连接；

所述逻辑电路用于将延时电路的输出信号进行逻辑处理，生成衬底切换信号，并将所述衬底切换信号发送至所述衬底切换电路，以及生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述栅极控制电路；所述衬底切换电路用于根据所述衬底切换信号切换所述开关管的衬底极性；所述栅极控制电路用于根据所述控制信号输出栅极控制信号到开关管，以控制开关管栅极的启动或关闭。

可选地，所述开关管为隔离型的MOSFET或非隔离型的MOSFET。

本发明提供的电池保护电路，在现有的电池保护电路上加入钳位电路，所述钳位电路的第一端与所述电源电压采样点连接，第二端与电池的负极共接于地，第三端与所述回路电流采样点连接，所述回路电流采样点位于充电电源或负载侧的负极。通过所述钳位电路从电源电压采样点接收电能，检测所述回路电流采样点上的电压值，并在所述回路电流采样点出现负高压时对所述回路电流采样点进行钳位处理，从而有效地解决了负高压将低压开关管击穿而损坏芯片的问题，在使用低压开关管的同时实现了电池保护芯片的高耐压，且降低了芯片面积和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的电池保护电路的示意图；

图2是本发明一实施例提供的电池保护电路中的开关管的示意图；

图3是本发明一实施例提供的电池保护电路中的钳位电路的示意图；

图4是本发明另一实施例提供的电池保护电路中的钳位电路的示意图；

图5是本发明另一实施例提供的电池保护电路中的钳位电路的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的电池保护电路的应用示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的电池保护电路，在现有的电池保护电路上加入钳位电路，所述钳位电路的第一端与所述电源电压采样点连接，第二端与电池的负极共接于地，第三端与所述回路电流采样点连接，所述回路电流采样点位于充电电源或负载侧的负极。通过所述钳位电路从电源电压采样点接收电能，检测所述回路电流采样点上的电压值，并在所述回路电流采样点出现负高压时对所述回路电流采样点进行钳位处理，从而有效地解决了负高压将低压开关管击穿而损坏芯片的问题，在使用低压开关管的同时实现了电池保护芯片的高耐压，且降低了芯片面积和成本。

图1为本发明实施例提供的电池保护电路的示意图。如图1所示，所述电池保护电路1包括基准和偏置电路10、电压保护电路20、电流保护电路30、延时电路40、开关管控制电路50、开关管60以及钳位电路70；

所述电压保护电路20的第一端与电源电压采样点VDD连接，第二端与所述延时电路40的第一端连接；

所述电流保护电路30的第一端与回路电流采样点VM连接，第二端与所述延时电路40的第二端连接；

所述延时电路40的第二端与所述开关管控制电路50的第一端连接；

所述开关管控制电路50的第二端与所述开关管60的栅极连接；

所述开关管60的源极和漏极串接在电池和充电电源或负载之间的充放电回路中；

所述钳位电路70的第一端与所述电源电压采样点VDD连接，第二端与电池的负极共接于地VSS，第三端与所述回路电流采样点VM连接；

所述回路电流采样点位VM位于所述充电电源或负载侧的负极；

所述基准和偏置电路10与所述电源电压采样点VDD连接；

所述基准和偏置电路10用于产生电压保护电路20所需的偏置电压和电流保护电路30所需的偏置电流；所述电压保护电路20用于检测电源电压，并在所述电源电压发生异常时产生检测翻转信号；所述电流保护电路30用于检测充电电流、放电电流，并在充电电流、放电电流发生异常时产生检测翻转信号；所述延时电路40用于对所述检测翻转信号进行延时处理；所述开关管控制电路50用于根据延时电路40的输出信号产生控制信号，并将所述控制信号发送至所述开关管60，以控制开关管60的启动或关闭；所述钳位电路70用于在所述回路电流采样点VM出现负高压时对所述回路电流采样点VM进行钳位处理。

在这里，所述基准和偏置电路10与电源电压采样点VDD连接。所述电源电压采样点VDD为所述电池保护芯片的电源正极的电压采样点。应用到电池保护芯片上，所述电源电压采样点VDD为电池正极经过预设电阻后的电压采样点，如图1中所示的VDD。所述回路电流采样点VM为电池和充电电源或负载之间的充放电回路的电流采样点，如图1中所示的VM，设置在充电电源或负载侧的负极。所述基准和偏置电路10从电源电压采样点VDD获取芯片电源的电压采样值，然后根据所述电压采样值产生偏置电压和偏置电流。其中所述偏置电压为电压保护电路20的检测阈值，所述偏置电流为电流保护电路30的检测阈值。

所述电压保护电路20使能时，检测电源电压，将所述电源电压与所述偏置电压进行比较以判断所述电池是否过放或过充的异常情况，当所述电源电压发生异常时产生检测翻转信号。所述电流保护电路30使能时，检测充电电流、放电电流，将所述充电电流、放电电流分别与对应的偏置电流比较以判断所述回路是否过放或者过充或者短路的异常情况，并在所述充电电流、放电电流发生异常时产生检测翻转信号。所述延时电路40对所述电压保护电路20或电流保护电路30发出的检测翻转信号进行延时处理，并向所述开关管控制电路50输出所述延时处理后的检测翻转信号。所述开关管控制电路50对延时电路40的输出信号进行逻辑处理，生成对开关管60的控制信号。其中，所述控制信号为开关管60的开关信号，以控制开关管60的启动或关闭。所述开关管60串接在电池和充电电源或负载之间的充放电回路中，通过控制开关管60的启动或关闭，实现对电压过充或过放、回路过放电或过充电或者短路的保护。

所述钳位电路70从电源电压采样点VDD接收电能，检测所述回路电流采样点VM的电压信息，并在所述回路电流采样点VM出现负高压时对所述回路电流采样点VM进行钳位处理。在本实施例中，所述钳位电路70工作时，其第二端与第三端之间的压降小于所述开关管60的源漏击穿电压。由于所述钳位电路70中的第二端与电池的负极共接于地VSS，从而使得所述钳位电路70中的第三端的电压的绝对值，即所述回路电流采样点VM的电压绝对值，小于所述开关管60的源极与漏极之间的击穿电压，进而避免了开关管60的源极和漏极被击穿。

示例性地，为了便于理解，以下以5V的低压开关管为例进行说明。所述开关管60的源漏极之间的击穿电压VDS大约为10V，电池电压为4V。当正常使用所述电池保护芯片时，所述回路电流采样点VM上的电位接近电池的负极的电压VSS，此时钳位电路70不工作。当所述电池接入高压充电器，比如接入20V的充电器时，若电池电压为4V，则回路电流采样点VM上的电压为-16V高压，此时所述开关管60的三个极的电位如图2所示，其中VSS表示漏极，VM表示源极，SW表示栅极。所述开关管60的漏极与源极之间的电压差为16V，大于所述源漏极之间的击穿电压VDS，在没有钳位电路70时所述开关管60会被击穿烧毁，电池保护芯片失效。本发明实施例通过在回路电流采样点VM处引入钳位电路70，当插入高压充电器时对回路电流采样点VM的负电压进行钳位，使回路电流采样点VM的负电压的绝对值小于所述开关管60的源漏极之间的击穿电压，比如钳位到-4V，所述开关管60的漏极与源极之间的电压差为4V，远小于所述源漏极之间的击穿电压VDS。所述开关60不会因击穿而损坏，电池保护芯片仍能够正常工作。

可见，本发明实施例通过钳位电路70，在所述回路电流采样点VM出现负高压时对所述回路电流采样点VM进行钳位处理，在使用低压开关管的同时实现了电池保护芯片的高耐压，在降低电池保护芯片面积和成本的同时保证了芯片的高耐压和可靠性。

可选的，如前所述，所述钳位电路70工作时，第二端与第三端之间的压降小于所述开关管的源漏击穿电压VDS。作为一种实施方式，所述钳位电路70包括一NMOS管M1和一二极管串组，所述二极管串组包括若干个相互串联的二极管；

所述NMOS管M1的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述二极管串组的正极连接；

所述二极管串组的负极与所述回路电流采样点连接。

在这里，所述钳位电路70工作时，所述NMOS管M1的栅极与所述二极管串组的负极之间的压降小于所述开关管的源漏击穿电压VDS。所述二极管串组中的二极管的个数可根据所述开关管的源漏击穿电压VDS的实际值进行设置，只要满足所述NMOS管的阈值电压与所述若干个二极管的导通电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

为了便于理解，承接前文示例，以5V的低压开关管为例，假设所述开关管的源漏极之间的击穿电压VDS大约为10V，电池电压为4V。如图3所示，若所述二极管串组包括三个相互串联的二极管，记为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3。其中所述NMOS管M1的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述第一二极管D1的正极连接；所述第一二极管D1的负极与所述第二二极管D2的正极连接，所述第二二极管D2的负极与所述第三二极管D3的正极连接，所述第三二极管D3的负极与所述回路电流采样点VM连接。所述NMOS管M1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3的导通电压均为1V，共4V。当正常使用所述电池保护芯片时，所述回路电流采样点VM上的电位接近电池的负极的电压VSS，此时VM>VSS-4V，钳位电路70中的NMOS管M1和二极管串组不导通。当所述电池接入高压充电器，比如接入20V的充电器时，此时VM＝4-20＝-16V，VSS-4V＝-4V，VM<VSS-4V，钳位电路70中的NMOS管M1和二极管串组导通，在导通之后将所述回路电流采样点VM的电压强行上拉到-4V，从而使得所述开关管的漏极与源极之间的电压差为4V，远小于所述源漏极之间的击穿电压VDS，避免了开关管60的损坏。应当理解，上述二极管个数仅为本发明的一个优选示例，具体可根据实际情况设置。

作为一种实施方式，所述钳位电路70包括一NMOS管串组，所述NMOS管串组包括若干个相互串联的NMOS管；

其中，每一个NMOS管的源极与后一个NMOS管的漏极和栅极之间的共接点连接；

首个NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，

末个NMOS管的源极与所述回路电流采样点连接。

在这里，所述钳位电路70工作时，首个NMOS管的栅极与末个NMOS管的源极之间的压降小于所述开关管的源漏击穿电压VDS。所述NMOS管串组中的NMOS管的个数可根据所述开关管的源漏击穿电压VDS的实际值进行设置，只要满足所述NMOS管的阈值电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

为了便于理解，承接前文示例，以5V的低压开关管为例，假设所述开关管的源漏极之间的击穿电压VDS大约为10V，电池电压为4V。如图4所示，若所述NMOS管串组包括四个相互串联的NMOS管，记为第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4。其中所述第一NMOS管M1的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述第二NMOS管M2的漏极和栅极之间的共接点连接；所述第二NMOS管M2的源极与所述第三NMOS管M3的漏极和栅极之间的共接点连接；所述第三NMOS管M3的源极与所述第四NMOS管M4的漏极和栅极之间的共接点连接；所述第四NMOS管M4的源极与所述回路电流采样点VM连接。所述第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4的阈值电压均为1V，共4V。当正常使用所述电池保护芯片时，所述回路电流采样点VM上的电位接近电池的负极的电压VSS，此时VM>VSS-4V，钳位电路70中的第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4均不导通。当所述电池接入高压充电器，比如接入20V的充电器时，此时VM＝4-20＝-16V，VSS-4V＝-4V，VM<VSS-4V，钳位电路70中的第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4导通，在导通之后将所述回路电流采样点VM的电压强行上拉到-4V，从而使得所述开关管的漏极与源极之间的电压差为4V，远小于所述源漏极之间的击穿电压VDS，避免了开关管60的损坏。应当理解，上述NMOS管的个数仅为本发明的一个优选示例，具体可根据实际情况设置。

作为一种实施方式，所述钳位电路70包括一NMOS管和一PMOS管串组，所述PMOS管串组包括若干个相互串联的PMOS管；

所述NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述PMOS管串组中的首个PMOS管的源极连接；

在所述PMOS管串组中，每一个PMOS管的栅极和漏极之间的共接点与后一个PMOS管的源极连接，末个PMOS管的栅极和漏极之间的共接点与所述回路电流采样点连接。

在这里，所述钳位电路70工作时，NMOS管的栅极与末个PMOS管的栅极和漏极共接点之间的压降小于所述开关管的源漏击穿电压VDS。所述PMOS管串组中的PMOS管的个数可根据所述开关管的源漏击穿电压VDS的实际值进行设置，只要满足所述NMOS管的阈值电压和所述若干个PMOS管的阈值电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

为了便于理解，承接前文示例，以5V的低压开关管为例，假设所述开关管的源漏极之间的击穿电压VDS大约为10V，电池电压为4V。如图5所示，所述钳位电路70包括一NMOS管M1和一PMOS管串组，若所述PMOS管串组包括三个相互串联的PMOS管，记为第一PMOS管M2、第二PMOS管M3、第三PMOS管M4。其中所述NMOS管M1的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述第一PMOS管M2的源极连接；所述第一PMOS管M2的栅极和漏极之间的共接点与所述第二PMOS管M3的源极连接；所述第二PMOS管M3的栅极和漏极之间的共接点与所述第三PMOS管M4的源极连接；所述第三PMOS管M4的栅极和漏极之间的共接点与所述回路电流采样点连接。所述NMOS管M1、第一PMOS管M2、第二PMOS管M3、第三PMOS管M4的阈值电压均为1V，共4V。当正常使用所述电池保护芯片时，所述回路电流采样点VM上的电位接近电池的负极的电压VSS，此时VM>VSS-4V，钳位电路70中的NMOS管M1、第一PMOS管M2、第二PMOS管M3、第三PMOS管M4均不导通。当所述电池接入高压充电器，比如接入20V的充电器时，此时VM＝4-20＝-16V，VSS-4V＝-4V，VM<VSS-4V，钳位电路70中的NMOS管M1、第一PMOS管M2、第二PMOS管M3、第三PMOS管M4导通，在导通之后将所述回路电流采样点VM的电压强行上拉到-4V，从而使得所述开关管的漏极与源极之间的电压差为4V，远小于所述源漏极之间的击穿电压VDS，避免了开关管60的损坏。应当理解，上述PMOS管的个数仅为本发明的一个优选示例，具体可根据实际情况设置。

可选地，在本实施例中，所述开关管60的源极和漏极对称。所述开关管控制电路50输出的衬底切换信号和控制信号，来指示所述开关管60的启动或关闭。可选地，如图6所示，为本实施例提供的电池保护电路的应用示意图。电池通过预设电阻R4和预设电容C1后，向电池保护电路提供电源电压VDD。

所述开关管控制电路50包括逻辑电路51、衬底切换电路52、栅极控制电路53；

所述逻辑电路51的输入端与所述延时电路40的第二端连接，第一输出端与所述衬底切换电路52的第一端连接，第二输出端与所述栅极控制电路53的第一端连接；

所述衬底切换电路52的第二端与所述开关管的衬底连接；

所述栅极控制电路53的输出端与所述开关管的栅极连接；

所述逻辑电路51用于将延时电路40的输出信号进行逻辑处理，生成衬底切换信号，并将所述衬底切换信号发送至所述衬底切换电路52，以及生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述栅极控制电路53；所述衬底切换电路52用于根据所述衬底切换信号切换所述开关管60的衬底极性；所述栅极控制电路53用于根据所述控制信号输出栅极控制信号到开关管60，以控制开关管60栅极的启动或关闭。

在这里，所述逻辑电路51在接收到延时电路40的输出信号后，对所述输出信号进行逻辑处理，生成衬底切换信号并发送至所述衬底切换电路52，以及生成控制信号并发送至所述栅极控制电路53。所述衬底切换电路52根据所述衬底切换信号切换所述开关管60的衬底极性，以选择开关管60为N型衬底或者P型衬底。所述栅极控制电路53则根据所述控制信号控制开关管60栅极的启动或关闭，实现对电池充放电的保护。

可选地，作为本发明的一个优选示例，如图6所示，所述电压保护电路20包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、过放保护电路21、过充保护电路22；

所述过放保护电路21的第一端与所述第一电阻R1和第二电阻R2之间的共接点连接，第二端与所述延时电路40连接；

所述过充保护电路22的第一端与所述第二电阻R2与第三电阻R3之间的共接点连接，第二端与所述延时电路40连接；

所述第一电阻R1的另一端连接电源电压采样点；所述第三电阻R3的另一端与电池的负极共接于地；

其中，所述过放保护电路21用于从所述电源电压采样点获取电源电压，并在所述电源电压小于第一电压阈值时发出检测翻转信号到所述延时电路40；所述过充保护电路22用于从所述电源电压采样点获取电源电压，并在所述电源电压大于第二电压阈值时发出检测翻转信号到所述延时电路40。

在这里，所述第一电压阈值为放电保护电压阈值，是判断电池是否发生过放电的标准。所述第二电压阈值为充电保护电压阈值，是判断电池是否发生过充电的标准。

当所述过放保护电路21使能时，检测电源电压，将所述电源电压与所述第一电压阈值进行比较以判断所述电池是否过放，当所述电源电压小于所述第一电压阈值时，认为所述电池发生过放，则产生检测翻转信号并发送至所述延时电路40。

当所述过充保护电路22使能时，检测电源电压，将所述电源电压与所述第二电压阈值进行比较以判断所述电池是否过充，当所述电源电压大于所述第二电压阈值时，认为所述电池发生过放，则产生检测翻转信号并发送至所述延时电路40。

可选地，作为本发明的一个优选示例，如图6所示，所述电流保护电路30包括放电过流保护电路31、短路保护电路32、充电过流保护电路33；

所述放电过流保护电路31、短路保护电路32、充电过流保护电路33的第一端分别与回路电流采样点连接；

所述放电过流保护电路31、短路保护电路32、充电过流保护电路33的第二端分别与所述延时电路40连接；

所述放电过流保护电路31用于从所述回路电流采样点获取放电电流，并在所述放电电流大于第一电流阈值时发出检测翻转信号到所述延时电路40；所述充电过流保护电路33用于从所述回路电流采样点获取充电电流，并在所述充电电流大于第二电流阈值时发出检测翻转信号到所述延时电路40；所述短路保护电路32用于从所述回路电流采样点获取短路电压，并在所述短路电压大于短路保护电压阈值时发出检测翻转信号到所述延时电路40。

在这里，所述第一电流阈值为放电保护电流阈值，是判断电池放电过程中回路电流是否过大的标准。所述第二电流阈值为充电保护电流阈值，是判断电池充电过程中回路电流是否过大的标准。所述短路保护电压阈值是判断电池充放电过程中是否发生短路的标准。

当所述放电过流保护电路31使能时，检测回路电流。在实际应用中可以将第一电流阈值转换为第一保护电压，然后通过电流检测电阻获取回路电流采样点VM的电压值，将所述电压值与所述第一保护电压比较，若所述电压值大于所述第一保护电压时，则认为回路电流大于与所述第一电流阈值，电池放电过程中回路电流过大，则产生检测翻转信号并发送至所述延时电路40。

当所述充电过流保护电路33使能时，检测回路电流。在实际应用中可以将第二电流阈值转换为第二保护电压，然后通过电流检测电阻获取回路电流采样点VM的电压值，将所述电压值与所述第二保护电压比较，若所述电压值小于所述第二保护电压时，则认为回路电流大于与所述第二电流阈值，电池充电过程中回路电流过大，则产生检测翻转信号并发送至所述延时电路40。

当所述短路保护电路32使能时，检测电池是否发生短路。在实际应用中是预设短路保护电压阈值，获取回路电流采样点VM的电压值，将所述电压值与所述短路保护电压阈值比较，若所述电压值小于所述短路保护电压阈值时，则认为电池发生短路，则产生检测翻转信号并发送至所述延时电路40。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池保护电路，其特征在于，包括：

基准和偏置电路、电压保护电路、电流保护电路、延时电路、开关管控制电路、开关管以及钳位电路；

所述电压保护电路的第一端与电源电压采样点连接，第二端与所述延时电路的第一端连接；

所述电流保护电路的第一端与回路电流采样点连接，第二端与所述延时电路的第二端连接；

所述延时电路的第二端与所述开关管控制电路的第一端连接；

所述开关管控制电路的第二端与所述开关管的栅极连接；

所述开关管的源极和漏极串接在电池和充电电源或负载之间的充放电回路中；

所述钳位电路的第一端与所述电源电压采样点连接，第二端与电池的负极共接于地，第三端与所述回路电流采样点连接；

所述回路电流采样点位位于所述充电电源或负载侧的负极；

所述基准和偏置电路与所述电源电压采样点连接；

所述基准和偏置电路用于产生电压保护电路所需的偏置电压和电流保护电路所需的偏置电流；所述电压保护电路用于检测电源电压，并在所述电源电压发生异常时产生检测翻转信号；所述电流保护电路用于检测充电电流、放电电流，并在充电电流、放电电流发生异常时产生检测翻转信号；所述延时电路用于对所述检测翻转信号进行延时处理；所述开关管控制电路用于根据延时电路的输出信号产生控制信号，并将所述控制信号发送至所述开关管，以控制开关管的启动或关闭；所述钳位电路用于在所述回路电流采样点出现负高压时对所述回路电流采样点进行钳位处理。

2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述钳位电路工作时，其第二端与第三端之间的压降小于所述开关管的源漏击穿电压。

3.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括一NMOS管和一二极管串组，所述二极管串组包括若干个相互串联的二极管；

所述NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述二极管串组的正极连接；

所述二极管串组的负极与所述回路电流采样点连接。

4.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述NMOS管的阈值电压与所述若干个二极管的导通电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

5.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括一NMOS管串组，所述NMOS管串组包括若干个相互串联的NMOS管；

其中，每一个NMOS管的源极与后一个NMOS管的漏极和栅极之间的共接点连接；

首个NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地；

末个NMOS管的源极与所述回路电流采样点连接。

6.如权利要求5所述的电池保护电路，其特征在于，所述若干个NMOS管的阈值电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

7.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括一NMOS管和一PMOS管串组，所述PMOS管串组包括若干个相互串联的PMOS管；

所述NMOS管的漏极与所述电源电压采样点连接，栅极与所述电池的负极共接于地，源极与所述PMOS管串组中的首个PMOS管的源极连接；

在所述PMOS管串组中，每一个PMOS管的栅极和漏极之间的共接点与后一个PMOS管的源极连接，末个PMOS管的栅极和漏极之间的共接点与所述回路电流采样点连接。

8.如权利要求7所述的电池保护电路，其特征在于，所述NMOS管的阈值电压和所述若干个PMOS管的阈值电压之和小于所述开关管的源漏击穿电压。

9.如权利要求1至8任一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述开关管控制电路包括逻辑电路、衬底切换电路、栅极控制电路；

所述逻辑电路的输入端与所述延时电路的第二端连接，第一输出端与所述衬底切换电路的第一端连接，第二输出端与所述栅极控制电路的第一端连接；

所述衬底切换电路的第二端与所述开关管的衬底连接；

所述栅极控制电路的输出端与所述开关管的栅极连接；

所述逻辑电路用于将延时电路的输出信号进行逻辑处理，生成衬底切换信号，并将所述衬底切换信号发送至所述衬底切换电路，以及生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述栅极控制电路；所述衬底切换电路用于根据所述衬底切换信号切换所述开关管的衬底极性；所述栅极控制电路用于根据所述控制信号输出栅极控制信号到开关管，以控制开关管栅极的启动或关闭。

10.如权利要求1至8任一项所述的电池保护电路，其特征在于，所述开关管为隔离型的MOSFET或非隔离型的MOSFET。

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