CN112688394A - 一种锂电池充电保护电路和锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种锂电池充电保护电路和锂电池。该锂电池充电保护电路包括过放电压检测电路、充电检测电路、逻辑电路、驱动电路、第一晶体管和状态切换电路，过放电压检测电路用于根据过放检测电压和基准电压之间的大小关系生成过放电压控制信号，充电检测电路用于根据第二电源电压生成第一控制信号，逻辑电路用于根据过放电压控制信号和第一控制信号生成第二控制信号；驱动电路根据第二控制信号生成栅极控制信号，以驱动第一晶体管导通或关断。本发明实施例提供的技术方案，当锂电池的过放检测电压降低至过放电压值以下进行充电时，通过充电检测电路能够消除充电时第一晶体管两端的压降，避免芯片因二极管压降出现过热的现象。

Description

一种锂电池充电保护电路和锂电池

技术领域

本发明实施例涉及锂电池保护技术领域，尤其涉及一种锂电池充电保护电路和锂电池。

背景技术

随着锂电池的应用范围越来越广，对锂电池的安全保护也越来越重要。

现有技术中功率晶体管和控制器集成在同一颗芯片或在同一封装中，当锂电池的电压在过放电压值以下时，在对锂电池进行充电的过程中，功率晶体管的两端会存在二极管压降，此时如果充电电流较大或充电时间较长，会导致芯片过热，严重时会导致芯片功能异常。

发明内容

本发明实施例提供一种锂电池充电保护电路和锂电池，以实现在锂电池在过放电压值以下充电时，消除晶体管两端的二极管压降，保证芯片具有良好的性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种锂电池充电保护电路，包括：过放电压检测电路、充电检测电路、逻辑电路、驱动电路、第一晶体管和状态切换电路，所述状态切换电路的第一端与锂电池的正极电连接，所述状态切换电路的第二端与所述第一晶体管的第一极电连接，所述第一晶体管的第二极与所述锂电池的负极电连接；

所述过放电压检测电路的第一输入端接入过放检测电压，所述过放电压检测电路的第二输入端接入基准电压，所述过放电压检测电路用于根据所述过放检测电压和所述基准电压之间的大小关系生成过放电压控制信号并从其输出端输出；

所述充电检测电路的第一输入端接入第一电源电压，所述充电检测电路的第二输入端接入第二电源电压，所述充电检测电路用于根据所述第二电源电压生成第一控制信号并从其输出端输出；

所述逻辑电路的第一输入端与所述过放电压检测电路的输出端电连接，所述逻辑电路的第二输入端与所述充电检测电路的输出端电连接，所述逻辑电路用于根据所述过放电压控制信号和所述第一控制信号生成第二控制信号并从其输出端输出；

所述驱动电路的输入端与所述逻辑电路的输出端电连接，所述驱动电路的输出端与所述第一晶体管的栅极电连接，所述驱动电路用于根据所述第二控制信号生成栅极控制信号，以驱动所述第一晶体管导通或关断。

可选地，所述逻辑电路包括或门；

所述或门的第一输入端与所述过放电压检测电路的输出端电连接，所述或门的第二输入端与所述充电检测电路的输出端电连接，所述或门的输出端与所述驱动电路的输入端电连接。

可选地，所述充电检测电路包括第一电阻、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管；

所述第二晶体管的第一极接入直流电源电压，所述第二晶体管的第二极与所述第三晶体管的第一极电连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接入所述第二电源电压，所述第二晶体管的栅极与所述第三晶体管的第一极电连接，所述第三晶体管的栅极接入第三电源电压；

所述第四晶体管的第一极接入所述直流电源电压，所述第四晶体管的第二极与所述第五晶体管的第一极电连接，所述第五晶体管的第二极接入所述第一电源电压，所述第四晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极电连接，所述第五晶体管的栅极接入所述第三电源电压，所述第四晶体管的第二极与所述逻辑电路的第二输入端电连接。

可选地，所述充电检测电路还包括第一非门和第二非门；

所述第一非门的输入端与所述第四晶体管的第二极电连接，所述第一非门的输出端与所述第二非门的输入端电连接，所述第二非门的输出端与所述逻辑电路的第二输入端电连接。

可选地，所述过放电压检测电路包括比较器；

所述比较器的第一输入端接入所述过放检测电压，所述比较器的第二输入端接入所述基准电压，所述比较器的输出端与所述逻辑电路的第一输入端电连接。

可选地，所述充电检测电路根据所述第二电源电压和所述第一电源电压之间的差值与预设电压之间的大小关系输出第一控制信号。

可选地，所述状态切换电路包括第一开关、第二开关、负载电阻和充电器；

所述第一开关的第一端与所述锂电池的正极电连接，所述第一开关的第二端通过所述负载电阻与所述第一晶体管的第一极电连接，所述第二开关的第一端与所述锂电池的正极电连接，所述第二开关的第二端通过所述充电器与所述第一晶体管的第一极电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种锂电池，该锂电池包括本发明任意实施例所提供的锂电池充电保护电路。

可选地，该锂电池还包括：基准电路、放电短路检测电路、放电过流检测电路和第一与门；

所述放电短路检测电路的第一输入端与所述基准电路的第一输出端电连接，所述放电短路检测电路的第二输入端接入所述第二电源电压，所述放电短路检测电路的输出端与所述第一与门的第一输入端电连接；

所述放电过流检测电路的第一输入端与所述基准电路的第二输出端电连接，所述放电过流检测电路的第二输入端接入所述第二电源电压，所述放电过流检测电路的输出端与所述第一与门的第二输入端电连接；

所述第一与门的第三输入端与所述逻辑电路的输出端电连接，所述第一与门的输出端与所述驱动电路的输入端电连接。

可选地，锂电池还包括充电过流检测电路、过充电压检测电路和第二与门；

所述充电过流检测电路的第一输入端接入所述第二电源电压，所述充电过流检测电路的第二输入端与所述基准电路的第三输出端电连接，所述充电过流检测电路的输出端与所述第二与门的第一输入端电连接；

所述过充电压检测电路的第一输入端与所述基准电路的第四输出端电连接，所述过充电压检测电路的第二输入端接入第四电源电压，所述过充电压检测电路的输出端与所述第二与门的第二输入端电连接，所述第二与门的输出端与所述驱动电路的控制端电连接。

本发明实施例提供的技术方案，当锂电池的过放检测电压降低至过放电压值以下进行充电时，通过充电检测电路根据第二电源电压的大小生成高电平的第一控制信号，以解除过放电压保护功能，从而使得锂电池能够通过第一晶体管进行充电，进而消除充电时第一晶体管两端的压降，避免芯片因二极管压降出现过热的现象，有利于保护芯片正常运行。

附图说明

图1为现有技术中的锂电池保护电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种锂电池充电保护电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种锂电池充电保护电路的结构意图；

图4为本发明实施例提供的另一种锂电池充电保护电路的结构意图；

图5为本发明实施例提供的另一种锂电池充电保护电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种锂电池的电路结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种锂电池的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

正如背景技术所述，在现有锂电池保护电路中，尤其是针对功率晶体管和控制器集成在同一颗芯片上，或功率晶体管和控制器为不同的芯片但是在同一封装中的情况，当锂电池的电压在过放电压值以下时，在对锂电池充电的过程中，由于功率晶体管处于断开状态，就会通过功率晶体管的寄生二极管进行充电，功率二极管两端存在二极管压降，如果充电电流较大或者二极管压降持续时间较长，则可能会导致芯片过热，严重时会影响芯片的性能或功能，甚至出现芯片损坏或电池充爆的情况。图1为现有技术中的锂电池保护电路的结构示意图，参考图1，锂电池的正极和负极之间可以连接充电器或负载，当锂电池放电至过放电压值以下时，保护电路11生成过放电压保护信号至栅极衬底控制电路22，栅极衬底控制电路22根据接收到的过放电压保护信号控制功率晶体管Q关断。此时对锂电池进行充电，由于功率晶体管Q处于关断状态，通过功率晶体管Q的寄生二极管进行充电，也即电压VGND到VM之间有一个二极管压降，当充电电流较大或者二极管压降持续时间较长时，会出现芯片过热的现象，影响芯片的性能或功能。

有鉴于此，本发明实施例提供一种锂电池充电保护电路，以实现锂电池在过放电压值以下充电时，消除晶体管两端的二极管压降，保证芯片具有良好的性能。图2为本发明实施例提供的一种锂电池充电保护电路的结构示意图，参考图2，本发明实施例提供的锂电池充电保护电路包括：过放电压检测电路101、充电检测电路102、逻辑电路103、驱动电路104、第一晶体管M1和状态切换电路105，状态切换电路105的第一端F1与锂电池的正极电连接，状态切换电路105的第二端F2与第一晶体管M1的第一极电连接，第一晶体管M1的第二极与锂电池的负极电连接；过放电压检测电路101的第一输入端A1接入过放检测电压VROD，过放电压检测电路101的第二输入端A2接入基准电压VRE，过放电压检测电路101用于根据过放检测电压VROD和基准电压VRE之间的大小关系生成过放电压控制信号VOD并从其输出端A3输出；充电检测电路102的第一输入端B1接入第一电源电压V1，充电检测电路102的第二输入端B2接入第二电源电压V2，充电检测电路102用于根据第二电源电压V2生成第一控制信号VCS1并从其输出端B3输出；逻辑电路103的第一输入端D1与过放电压检测电路101的输出端A3电连接，逻辑电路103的第二输入端D2与充电检测电路102的输出端B3电连接，逻辑电路103用于根据过放电压控制信号VOD和第一控制信号VCS1生成第二控制信号VCS2并从其输出端D3输出；驱动电路104的输入端E1与逻辑电路103的输出端D3电连接，驱动电路104的输出端E2与第一晶体管M1的栅极电连接，驱动电路104用于根据第二控制信号VCS2生成栅极控制信号VGATE，以驱动第一晶体管M1导通或关断。

具体地，锂电池的正常工作状态可以包括充电状态和放电状态，通过状态切换电路105可以切换锂电池的工作状态。第一晶体管M1为充放电控制MOS管，通过驱动电路104来控制第一晶体管M1的导通或关断，在现有技术中，当锂电池处于放电状态时，若锂电池的放电电压低于过放电压值，则驱动电路104会输出低电平信号，以关断第一晶体管M1，实现锂电池的过放电压保护，当对锂电池进行充电时，由于第一晶体管M1处于关断状态，所以将会通过第一晶体管M1的寄生二极管进行充电，导致第一晶体管M1两端存在二极管压降。本发明实施例通过增加充电检测电路102和逻辑电路103来消除二极管压降，以确保芯片不会出现过热的现象。

当锂电池处于放电状态时，过放电压检测电路101的第一输入端接入过放检测电压VROD，其第二输入端接入基准电压VRE。其中，过放检测电压VROD为实时变化值，可以通过锂电池的输出电压VDD转换而来，如过放检测电压VROD可以由锂电池的输出电压VDD经电阻分压得到；基准电压VRE可以由芯片内部提供，且基准电压VRE不随电源电压的变化而变化，第一电源电压V1为地电压VGND。在锂电池放电过程中，锂电池的输出电压VDD逐渐降低，从而过放检测电压VROD也逐渐降低，过放电压检测电路101能够根据过放检测电压VROD和基准电压VRE之间的大小关系生成过放电压控制信号VOD，基准电压VRE可以为过放电压值。例如，当过放检测电压VROD小于基准电压VRE时，过放电压检测电路101输出低电平的过放电压控制信号VOD。当过放检测电压VROD小于基准电压VRE时，如果未检测到充电信号(充电信号可以由芯片内部进行识别)，充电检测电路102输出低电平的第一控制信号VCS1在低电平的过放电压控制信号VOD的作用下，逻辑电路103输出的第二控制信号VCS2也为低电平，从而驱动电路104输出低电平的栅极控制信号VGATE至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1关断，锂电池进入过放电压保护状态。

当芯片检测到充电信号时，由于此时第一晶体管M1处于关断状态，第一晶体管M1的寄生二极管的方向由其第二极指向第一极，也就是说，此时第一晶体管M1第一极处的电压为负二极管压降，即第二电源电压值V2≈﹣0.7V。充电检测电路102根据此时的第二电源电压V2生成高电平的第一控制信号VCS1，过放电压保护状态解除，逻辑电路103根据高电平的第一控制信号VCS1生成高电平的第二控制信号VCS2，驱动电路104根据接收到的高电平的第二控制信号VCS2生成高电平的栅极控制信号VGATE至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1导通，锂电池通过第一晶体管M1进行充电，消除了第一晶体管M1两端的二极管压降。

本发明实施例提供的技术方案，当锂电池的过放检测电压降低至过放电压值以下进行充电时，通过充电检测电路根据第二电源电压的大小生成高电平的第一控制信号，以解除过放电压保护功能，从而使得锂电池能够通过第一晶体管进行充电，进而消除充电时第一晶体管两端的压降，避免芯片因二极管压降出现过热的现象，有利于保护芯片正常运行。

可选地，充电检测电路102根据第二电源电压V2和地电压VGND之间的差值与预设电压之间的大小关系输出第一控制信号VCS1。其中，预设电压可以通过调节充电检测电路102内部电路进行设定，当第二电源电压V2和地电压VGND之间的差值小于或等于预设电压，即检测到充电状态，充电检测电路102输出高电平的第一控制信号VCS1，过放电压保护状态解除，进而驱动电路104根据高电平的第一控制信号VCS1控制第一晶体管M1导通。示例性地，预设电压可以为﹣0.01V，当锂电池的过放检测电压VROD降低至过放电压值以下时，锂电池进入过放电压保护状态，第一晶体管M1关断，当芯片检测到充电信号时，由于此时第一晶体管M1处于关断状态，第一晶体管M1的寄生二极管的方向由其第二极指向第一极，也就是说，此时第一晶体管M1第一极处的电压为负二极管压降，即第二电源电压V2＝﹣0.7V。则V2－VGND＝﹣0.7V<﹣0.01V，因此，充电检测电路102输出高电平的第一控制信号VCS1，过放电压保护状态解除，逻辑电路103根据高电平的第一控制信号VCS1生成高电平的第二控制信号VCS2，驱动电路104根据接收到的高电平的第二控制信号VCS2生成高电平的栅极控制信号VGATE至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1导通，锂电池通过第一晶体管M1进行充电，消除了第一晶体管M1两端的二极管压降。

可选地，作为本发明实施例的一种可选实施方式，逻辑电路103可以为逻辑或门。图3为本发明实施例提供的另一种锂电池充电保护电路的结构意图，其中，图3具体示出了逻辑电路103的电路结构，参考图3，在上述各技术方案的基础上，逻辑电路103包括或门I1；或门I1的第一输入端e1与过放电压检测电路101的输出端A3电连接，或门I1的第二输入端e2与充电检测电路102的输出端B3电连接，或门I1的输出端e3与驱动电路104的输入端E1电连接。

具体地，在锂电池放电时，当过放检测电压VROD小于基准电压VRE时，过放电压检测电路101输出低电平的过放电压控制信号VOD，由于未检测到充电信号，充电检测电路102输出低电平的第一控制信号VCS1，第一晶体管M1处于关断状态。当芯片检测到充电信号时，充电检测电路102启动，其输出的第一控制信号VCS1为高电平。由于此时第一晶体管M1处于关断状态，第一晶体管M1的寄生二极管的方向由其第二极指向第一极，也就是说，此时第一晶体管M1第一极处的电压约为负二极管压降，即第二电源电压V2≈﹣0.7V。充电检测电路102输出高电平的第一控制信号VCS1，由于逻辑电路103为或门I1，因此逻辑电路103输出的第二控制信号VCS2为高电平，也即解除了锂电池的过放电压保护状态。当第一晶体管M1导通时，第二电源电压V2约等于地电压VGND，此时第二电源电压V2与地电压VGND之间的差值近似为零，小于预设电压，因此充电检测电路102输出低电平的第一控制信号VCS1，但是由于此时锂电池的过放检测电压VROD仍然小于基准电压VRE，锂电池又进入过放电压保护状态，充电检测电路102再次检测第二电源电压V2和地电压VGND之间的差值是否仍小于预设电压，若是，则继续控制第一晶体管M1开启，之后再次启动过放电压保护的电压检测逻辑，并以此循环，直到锂电池的过放检测电压VROD大于基准电压VRE。在实际应用中，过放电压保护通常会存在40～200ms的延时，当第一晶体管M1从关断到开启的延时时间一般仅有几十微秒，相比锂电池进入过放电压保护状态，第一晶体管M1的开启时间可以忽略，因此，在锂电池的过放检测电压VROD低于过放电压值时，对锂电池进行充电的过程中，可将第一晶体管M1视作一直导通的状态。

同时充电检测电路102可以选取合适的检测电压(即第一电源电压V1)，例如为0V，这样充电时，第一晶体管M1的第一极处的第二电源电压V2的电压值小于地电压VGND的电压值，充电检测电路102输出的第一控制信号VCS1为高电平，通过逻辑电路103和驱动电路104，栅极控制信号VGATE也为高电平，则维持第一晶体管M1直通。

可选地，继续参考图3，在上述各技术方案的基础上，充电检测电路102包括第一电阻R1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4和第五晶体管M5；

第二晶体管M2的第一极接入直流电源电压VCC，第二晶体管M2的第二极与第三晶体管M3的第一极电连接，第三晶体管M3的第二极与第一电阻R1的第一端电连接，第一电阻R1的第二端接入第二电源电压V2，第二晶体管M2的栅极与第三晶体管M3的第一极电连接，第三晶体管M3的栅极接入第三电源电压V3；

第四晶体管M4的第一极接入直流电源电压VCC，第四晶体管M4的第二极与第五晶体管M5的第一极电连接，第五晶体管M5的第二极接入第一电源电压V1，第四晶体管M4的栅极与第二晶体管M2的栅极电连接，第五晶体管M5的栅极接入第三电源电压V3，第四晶体管M4的第二极与逻辑电路103的第二输入端D2电连接。

具体地，直流电源电压VCC可以通过锂电池的输出电压VDD经电阻分压得到，第一电源电压V1等于地电压VGND。充电检测电路102根据第二电源电压V2和第一电源电压V1之间的差值与预设电压之间的大小关系输出第一控制信号VCS1。其中，预设电压可以通过调节第三晶体管M3的输出电流和第一电阻R1的阻值得到。第三电源电压V3为直流电压信号，用于控制第三晶体管M3和第五晶体管M5的导通电流能力。示例性地，设定预设电压为﹣0.01V，当V2－VGND≤﹣0.01V时，即第三晶体管M3的第二极电压低于第五晶体管M5的第二极电压，在第三电源电压V3的作用下，第三晶体管的导通能力电流能力强于第五晶体管的导通能力，又通过第二晶体管M2和第四晶体管M4的镜像，第四晶体管M4的上拉能力强于第五晶体管M5的下拉能力，充电检测电路102输出高电平的第一控制信号VCS1。当V2－VGND＞﹣0.01V，第三晶体管M3的第二极电压高于第五晶体管M5的第二极电压，在第三电源电压V3的作用下，第三晶体管M3的导通能力电流弱于第五晶体管M5的导通能力，又通过第二晶体管M2和第四晶体管M4的镜像，第四MOS管M4的上拉能力弱于第五晶体管M5的下拉能力，充电检测电路102输出低电平的第一控制信号VCS1。逻辑电路103在根据过放电压控制信号VOD和第一控制信号VCS1高低电平关系，确定第二控制信号VCS2是高电平还是低电平，从而通过驱动电路104控制第一晶体管M1的导通或关断。

可选地，图4为本发明实施例提供的另一种锂电池充电保护电路的结构意图，并示出了另一种充电检测电路102的具体结构，参考图4，在上述各技术方案的基础上，充电检测电路102还包括第一非门I2和第二非门I3；

第一非门I2的输入端与第四晶体管M4的第二极电连接，第一非门I2的输出端与第二非门I3的输入端电连接，第二非门I3的输出端与逻辑电路103的第二输入端D2电连接。

具体地，第一控制信号VCS1连续经过第一非门I2和第二非门I3，其信号性质不会发生改变，如第一控制信号VCS1的高电平，则经过第一非门I2和第二非门I3后仍然为高电平。通过将第一非门I2和第二非门I3串联连接，可以获得相应的延时时间，有利于各个信号之间独立运行。

可选地，继续参考图4，过放电压检测电路101包括比较器U1；比较器U1的第一输入端f1接入过放检测电压VROD，比较器U1的第二输入端f2接入基准电压VRE，比较器U1的输出端f3与逻辑电路103的第一输入端D1电连接。

具体地，比较器U1的第一输入端可以为正相输入端，其第二输入端可以为反相输入端，在锂电池处于放电过程中，当过放检测电压VROD小于基准电压VRE时，过放电压检测电路101输出低电平的过放电压控制信号VOD。当过放检测电压VROD小于基准电压VRE时，如果芯片未检测到充电信号，充电检测电路102输出低电平的第一控制信号VCS1，在低电平的过放电压控制信号VOD的作用下，逻辑电路103输出的第二控制信号VCS2也为低电平，从而驱动电路104输出低电平的栅极控制信号VGATE至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1关断，锂电池进入过放电压保护状态。

可选地，图5为本发明实施例提供的另一种锂电池充电保护电路的结构示意图，参考图5，在上述各技术方案的基础上，状态切换电路105包括第一开关K1、第二开关K2、负载电阻RL和充电器CD；第一开关K1的第一端与锂电池的正极电连接，第一开关K1的第二端通过负载电阻RL与第一晶体管M1的第一极电连接，第二开关K2的第一端与锂电池的正极电连接，第二开关K2的第二端通过充电器CD与第一晶体管M1的第一极电连接。

具体地，锂电池的正常工作状态可以包括充电状态，当锂电池处于充电状态时，第一晶体管M1导通，第一开关K1断开，第二开关K2闭合，充电器CD通过第一晶体管M1向锂电池充电。锂电池的正常工作状态还包括放电状态，当锂电池处于放电状态时，第一晶体管M1导通，第一开关K1闭合，第二开关K2断开，锂电池通过负载电阻RL进行放电。

可选地，本发明实施例还提供了一种锂电池，包括本发明任意实施例所提供的锂电池充电保护电路，因此，本发明实施例所提供的锂电池也具备上述实施例所描述的有益效果，在此不再赘述。图6为本发明实施例提供的一种锂电池的电路结构示意图，参考图6，在上述各技术方案的基础上，本发明实施例提供的锂电池还包括基准电路106、放电短路检测电路107、放电过流检测电路108和第一与门I4；放电短路检测电路107的第一输入端a1与基准电路106的第一输出端G1电连接，放电短路检测电路107的第二输入端a2接入第二电源电压V2，放电短路检测电路107的输出端a3与第一与门I4的第一输入端电连接；

放电过流检测电路108的第一输入端b1与基准电路106的第二输出端G2电连接，放电过流检测电路108的第二输入端b2接入第二电源电压V2，放电过流检测电路108的输出端b3与第一与门I4的第二输入端电连接；第一与门I4的第三输入端与逻辑电路103的输出端D3电连接，第一与门I4的输出端与驱动电路104的输入端E1电连接。

具体地，基准电路106用于输出基准电压，放电短路检测电路107用于判断锂电池是否发生短路，当第二电压V2大于基准电路106输出的短路检测电压VSHORT，且持续时间大于第一延时时间时，放电短路检测电路107输出的短路电压判断信号VSHORTP为低电平，锂电池进入放电短路保护状态，第一晶体管M1关断。当第二电压V2大于基准电路106输出的放电过流检测电压VOC1并小于基准电路106输出的短路检测电压VSHORT，且持续时间大于第二延时时间时，放电过流检测电路108输出的过流电压判断信号VOC1P为低电平，锂电池进入放电过流保护状态，第一晶体管M1关断。可选地，放电短路检测电路107包括比较器U2，放电过流检测电路108包括比较器U3。

需要说明的是，由于第二控制信号VCS2、短路电压判断信号VSHORTP和过流电压判断信号VOC1P均接入第一与门I4，根据与门的逻辑运算，只要有一个信号为低电平，第一与门I4的输出就为低电平信号，从而驱动电路104输出低电平的栅极控制信号VGATE至第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1关断。

可选地，继续参考图6，在上述各技术方案的基础上，本发明实施例提供的锂电池还包括充电过流检测电路109、过充电压检测电路110和第二与门I5；充电过流检测电路109的第一输入端c1接入第二电源电压V2，充电过流检测电路109的第二输入端c2与基准电路106的第三输出端G3电连接，充电过流检测电路109的输出端c3与第二与门I5的第一输入端电连接；

过充电压检测电路110的第一输入端d1与基准电路106的第四输出端G4电连接，过充电压检测电路110的第二输入端d2接入第四电源电压V4，过充电压检测电路110的输出端d3与第二与门I5的第二输入端电连接，第二与门I5的输出端与驱动电路104的控制端E3电连接。

具体地，充电过流检测电路109和过充电压检测电路110用于判断锂电池充电过程中是否出现过充现象。当第二电压V2(此时第二电压V2为锂电池的实时充电电压)低于充电过流检测电压VCHOC时，由于VCHOC为负电电压，即第二电压V2的绝对值电压高于充电过流检测电压VCHOC的绝对值电压，充电过流检测电路109输出低电平的充电过流判断信号VCHOC1，并输入至第二与门I5的第一输入端。过充电压检测电路110的第一输入端d1输入基准电路106输出的过充检测电压VOCV，其第二输入端d2输入第四电源电压V4，其中第四电源电压V4由第二电压V2转换而来，且第四电源电压V4小于过放检测电压VROD。当第四电源电压V4大于过充检测电压VOCV时，表明锂电池处于过充状态，过充电压检测电路110输出低电平的过充电压判断信号VOCVP至第二与门I5的第二输入端。第二与门I5在低电平的过充电压判断信号VOCVP或低电平的充电过流判断信号VCHOC1的作用下，输出低电平的控制信号至驱动电路104的控制端E3，以控制第一晶体管M1关断，停止对锂电池进行充电。可选地，充电过流检测电路109包括比较器U4，过充电压检测电路110包括比较器U5。

可选地，图7为本发明实施例提供的另一种锂电池的电路结构示意图，其中，图7所示电路为分立锂电池保护电路的结构示意图，分别通过两个晶体管(M11和M12)控制锂电池的充放电保护。本发明任意实施例所提供的锂电池充电保护电路也适用于图7所示的电路结构，同样具备本发明任意实施例所描述的有益效果，其具体工作原理不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种锂电池充电保护电路，其特征在于，包括：过放电压检测电路、充电检测电路、逻辑电路、驱动电路、第一晶体管和状态切换电路，所述状态切换电路的第一端与锂电池的正极电连接，所述状态切换电路的第二端与所述第一晶体管的第一极电连接，所述第一晶体管的第二极与所述锂电池的负极电连接；

所述过放电压检测电路的第一输入端接入过放检测电压，所述过放电压检测电路的第二输入端接入基准电压，所述过放电压检测电路用于根据所述过放检测电压和所述基准电压之间的大小关系生成过放电压控制信号并从其输出端输出；

所述充电检测电路的第一输入端接入第一电源电压，所述充电检测电路的第二输入端接入第二电源电压，所述充电检测电路用于根据所述第二电源电压生成第一控制信号并从其输出端输出；

所述逻辑电路的第一输入端与所述过放电压检测电路的输出端电连接，所述逻辑电路的第二输入端与所述充电检测电路的输出端电连接，所述逻辑电路用于根据所述过放电压控制信号和所述第一控制信号生成第二控制信号并从其输出端输出；

所述驱动电路的输入端与所述逻辑电路的输出端电连接，所述驱动电路的输出端与所述第一晶体管的栅极电连接，所述驱动电路用于根据所述第二控制信号生成栅极控制信号，以驱动所述第一晶体管导通或关断。

2.根据权利要求1所述的锂电池充电保护电路，其特征在于，所述逻辑电路包括或门；

所述或门的第一输入端与所述过放电压检测电路的输出端电连接，所述或门的第二输入端与所述充电检测电路的输出端电连接，所述或门的输出端与所述驱动电路的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的锂电池充电保护电路，其特征在于，所述充电检测电路包括第一电阻、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管；

所述第二晶体管的第一极接入直流电源电压，所述第二晶体管的第二极与所述第三晶体管的第一极电连接，所述第三晶体管的第二极与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端接入所述第二电源电压，所述第二晶体管的栅极与所述第三晶体管的第一极电连接，所述第三晶体管的栅极接入第三电源电压；

所述第四晶体管的第一极接入所述直流电源电压，所述第四晶体管的第二极与所述第五晶体管的第一极电连接，所述第五晶体管的第二极接入所述第一电源电压，所述第四晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极电连接，所述第五晶体管的栅极接入所述第三电源电压，所述第四晶体管的第二极与所述逻辑电路的第二输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的锂电池充电保护电路，其特征在于，所述充电检测电路还包括第一非门和第二非门；

所述第一非门的输入端与所述第四晶体管的第二极电连接，所述第一非门的输出端与所述第二非门的输入端电连接，所述第二非门的输出端与所述逻辑电路的第二输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的锂电池充电保护电路，其特征在于，所述过放电压检测电路包括比较器；

所述比较器的第一输入端接入所述过放检测电压，所述比较器的第二输入端接入所述基准电压，所述比较器的输出端与所述逻辑电路的第一输入端电连接。

6.根据权利要求1所述的锂电池充电保护电路，其特征在于，所述充电检测电路根据所述第二电源电压和所述第一电源电压之间的差值与预设电压之间的大小关系输出第一控制信号。

7.根据权利要求1所述的锂电池充电保护电路，其特征在于，所述状态切换电路包括第一开关、第二开关、负载电阻和充电器；

所述第一开关的第一端与所述锂电池的正极电连接，所述第一开关的第二端通过所述负载电阻与所述第一晶体管的第一极电连接，所述第二开关的第一端与所述锂电池的正极电连接，所述第二开关的第二端通过所述充电器与所述第一晶体管的第一极电连接。

8.一种锂电池，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的锂电池充电保护电路。

9.根据权利要求8所述的锂电池，其特征在于，还包括：基准电路、放电短路检测电路、放电过流检测电路和第一与门；

所述放电短路检测电路的第一输入端与所述基准电路的第一输出端电连接，所述放电短路检测电路的第二输入端接入所述第二电源电压，所述放电短路检测电路的输出端与所述第一与门的第一输入端电连接；

所述放电过流检测电路的第一输入端与所述基准电路的第二输出端电连接，所述放电过流检测电路的第二输入端接入所述第二电源电压，所述放电过流检测电路的输出端与所述第一与门的第二输入端电连接；

所述第一与门的第三输入端与所述逻辑电路的输出端电连接，所述第一与门的输出端与所述驱动电路的输入端电连接。

10.根据权利要求9所述的锂电池，其特征在于，还包括：充电过流检测电路、过充电压检测电路和第二与门；

所述充电过流检测电路的第一输入端接入所述第二电源电压，所述充电过流检测电路的第二输入端与所述基准电路的第三输出端电连接，所述充电过流检测电路的输出端与所述第二与门的第一输入端电连接；

所述过充电压检测电路的第一输入端与所述基准电路的第四输出端电连接，所述过充电压检测电路的第二输入端接入第四电源电压，所述过充电压检测电路的输出端与所述第二与门的第二输入端电连接，所述第二与门的输出端与所述驱动电路的控制端电连接。

Images