CN113206304B - 一种电池保护装置、电池组件及终端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例第一方面提供了一种电池保护装置，包括：电池保护模块；开关管芯片，其包括主开关单元和检测开关单元，主开关单元包括用于与电池负极连接的第一主连接端、用于与负载连接的第二主连接端、与开关控制端连接的主控制端；所述检测开关单元包括第一检测连接端、第二检测连接端和与开关控制端连接的检测控制端，其中，所述第一检测连接端与主开关单元电连接，所述第二检测连接端与所述第一参考输出端电连接；其中，所述第二主连接端还与所述电流采样端电连接，所述过流保护单元比较电流采样端的电压与所述第一参考输出端的电压以判断流过所述主开关单元的电流是否异常。本申请还提供一种电池组件及终端。本申请的优点为：降低成本，安全、精度高，稳定。

Description

一种电池保护装置、电池组件及终端

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池保护装置、电池组件及终端。

背景技术

当前终端快充已经成为普遍的客户需求，终端所使用的快充技术已经成为当前的热门技术，但是快充所带来的发热也是整个业界的难题，当充电电流增大1倍时，同样的充电回路阻抗所引起的发热量将变为原来的4倍。

常见的一些终端所使用的锂离子电池在使用时，都需要有一个封装于电池内部与电芯串联起来的保护电路，用于监控锂离子电池的充电过压、放电欠压、充电过流、放电过流，对于充放电的电流要满足相关规范的的要求。

目前电池保护装置的电流检测方法中，常见的一种方法是利用充放电回路MOS管的电阻阻抗来做过流检测，用电流流过该充放电回路MOS管的电阻所形成的压降来触发锂电池保护IC内部过流检测比较器，但是MOS管的电阻不是一个恒定值，随各种条件的变化而变化，在大电流实现快速充电时，该MOS管的两端导通电压较高且变化范围较大，导致该MOS管的电阻变化也很大，无法满足高精度的要求。

目前电池保护装置的电流检测方法中，常见的另一种方法为充放电回路专门设置一个高精度的电流采样电阻，并用该电流采样电阻来做过流检测，用电流流过该充放电回路的电流采样电阻所形成的压降来触发电池保护IC内部过流检测比较器。

然而，由于引入额外的电流采样电阻，导致该充放电回路阻抗增加，在大电流实现快速充电时，该电流采样电阻也会产生热量导致充放电回路升温影响显著增加，可能导致安全问题，而且高精度的电流采样电阻本身成本较高。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电池保护装置、电池组件及终端。可以低成本、高精度的检测电池的充或/和放电时电流是否异常。

为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种电池保护装置，用于保护与负载连接的电池，包括：

电池保护模块，包括第一电源端、第二电源端、过流保护单元、开关控制端、第一参考输出端、电流采样端、第一恒流产生单元，其中，所述第一电源端和第二电源端分别用于与电池正极、负极电连接，所述过流保护单元分别与电流采样端、第一参考输出端电连接，所述第一恒流产生单元与所述第一参考输出端电连接；

开关管芯片，其包括主开关单元和检测开关单元，所述主开关单元包括用于与电池负极连接的第一主连接端、用于与所述负载连接的第二主连接端、与开关控制端连接的主控制端；所述检测开关单元包括第一检测连接端、第二检测连接端和与开关控制端连接的检测控制端，其中，所述第一检测连接端与主开关单元电连接，所述第二检测连接端与所述第一参考输出端电连接；

其中，所述第二主连接端还与所述电流采样端电连接，所述过流保护单元比较电流采样端的电压与所述第一参考输出端的电压以判断流过所述主开关单元的电流是否异常。

其中，所述开关控制端包括充电控制端和放电控制端；

所述主开关单元包括第二开关管组和第一开关管组，所述第二开关管组包括所述第一主连接端、第一放电连接端、第一放电控制端，所述第一开关管组包括所述第二主连接端、第二充电连接端、第二充电控制端，其中，所述第一放电连接端与所述第二充电连接端电连接，所述第一放电控制端与所述放电控制端电连接，所述第二充电控制端与所述充电控制端电连接。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、所述第二检测连接端和所述检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一放电连接端或者第二充电连接端电连接，所述检测控制端与所述放电控制端或者充电控制端电连接；

当所述电流采样端的电压为正且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述放电控制端控制所述第二开关管组断开，其中，N为正整数。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、所述第二检测连接端和所述检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一放电连接端或者第二充电连接端电连接，所述检测控制端与所述放电控制端或者充电控制端电连接；

当所述电流采样端的电压为负且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述充电控制端控制所述第一开关管组断开，其中，N为正整数。

其中，所述电池保护模块还包括负压产生单元，所述负压产生单元与所述第一参考输出端电连接，所述负压产生单元用于使所述第一参考输出端的电压为负压。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、所述第二检测连接端和所述检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一放电连接端或者第二充电连接端电连接，所述检测控制端与所述放电控制端或者充电控制端电连接；

所述电池保护模块还包括电压极性匹配单元，所述电压极性匹配单元与所述第一参考输出端电连接；

其中，当所述电流采样端的电压为负压时所述电压极性匹配单元用于使第一参考输出端的电压为负压，当所述过流保护电路检测电流采样端的电压为正压时所述电压极性匹配单元使所述第一参考输出端的电压为正压；

当所述过流保护单元110判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述放电控制端控制所述第二开关管组断开或者所述充电控制端控制所述第一开关管组断开，其中，N为正整数。

其中，所述电压极性匹配单元包括负压产生单元、第二恒流产生单元、充/放电比较器、充电开关和放电开关，其中，所述负压产生单元用于产生负压，所述负压产生单元与第二恒流产生单元的一端电连接，所述第二恒流产生单元的另一端与充电开关的一端电连接，所述充电开关的另一端与所述第一参考输出端电连接，所述充电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述第一参考输出端还与所述放电开关的一端电连接，所述放电开关的另一端与第一恒流产生单元电连接，所述放电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述充/放电比较器的一个输入端接地，另一个输入端与所述电流采样端电连接，其中，当充电开关导通时所述放电开关断开，所述放电开关断开时所述充电开关导通。

其中，所述检测开关单元包括第一检测开关管组和第二检测开关管组，其中，所述第一检测开关管组包括所述第一检测连接端、第一中间连接端、第一检测控制端，所述第二检测开关管组包括所述第二检测连接端、第二中间连接端、第二检测控制端，所述第一检测连接端与所述第一主连接端电连接，所述第一中间连接端与所述第二中间连接端电连接，所述第一检测控制端、所述第二检测控制端均与充电控制端或者放电控制端电连接或者所述第一检测控制端、所述第二检测控制端分别与充电控制端、放电控制端电连接或者所述第一检测控制端、所述第二检测控制端分别与放电控制端、充电控制端电连接；

所述电池保护模块还包括单一极性转换单元，所述单一极性转换单元一端与所述电流采样端电连接，所述单一极性转换单元另一端与所述过流保护单元110电连接，当所述电流采样端的电压为正压或者负压时所述单一极性转换单元将所述电流采样端的电压转换为与所述第一参考输出端的电压极性一致的电压给所述过流保护单元；

当所述过流保护单元判断所述单一极性转换单元输送过来的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述放电控制端控制所述第二开关管组断开或者所述充电控制端控制所述第一开关管组断开，其中，N为正整数；

其中，所述电流采样端的电压为正压时所述第一参考输出端的电压极性与所述电流采样端的电压为负压时所述第一参考输出端的电压极性相同。

其中，所述主开关单元包括主开关管组，其中，所述主开关管组包括所述第一主连接端、所述第二主连接端、所述主控制端；

所述主开关管组还包括放电体二极管、充电体二极管，其中，所述放电体二极管的阴极与第一主连接端电连接，所述充电体二极管的阳极与放电体二极管的阳极电连接，所述充电体二极管的阴极与第二主连接端电连接；

还包括偏置单元，其分别与所述主开关管组的第一主连接端、第二主连接端电连接，所述偏置单元还与所述放电体二极管的阳极或者所述充电体二极管的阳极电连接，所述偏置单元用于控制主开关管组的衬底偏置状态。

其中，所述偏置单元包括放电子开关和充电子开关，所述放电子开关的一端与所述第二主连接端电连接，所述放电子开关的另一端与所述充电体二极管的阳极电连接，所述充电子开关的一端与所述第一主连接端电连接，所述充电子开关的另一端与所述充电体二极管的阳极电连接，所述过流保护单元用于控制所述充电子开关和所述放电子开关的通断，其中，当所述充电子开关导通时所述放电子开关断开，当所述放电子开关导通时所述充电子开关断开。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；当所述电流采样端的电压为正压且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；当所述电流采样端的电压为负压且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数。

其中，所述电池保护模块还包括负压产生单元，所述负压产生单元与所述第一参考输出端电连接，所述负压产生单元用于使所述第一参考输出端的电压为负压。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；

所述电池保护模块还包括电压极性匹配单元，所述电压极性匹配单元与所述第一参考输出端电连接；

其中，当所述电流采样端的电压为负压时所述电压极性匹配单元用于使第一参考输出端的电压为负压，当所述电流采样端的电压为正压时所述电压极性匹配单元用于使所述第一参考输出端的电压为正压；

当所述过流保护单元110判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数。

其中，所述电压极性匹配单元包括负压产生单元、第二恒流产生单元、充/放电比较器、充电开关和放电开关，其中，所述负压产生单元用于产生负压，所述负压产生单元与第二恒流产生单元的一端电连接，所述第二恒流产生单元的另一端与充电开关的一端电连接，所述充电开关的另一端与所述第一参考输出端电连接，所述充电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述第一参考输出端还与所述放电开关的一端电连接，所述放电开关的另一端与第一恒流产生单元电连接，所述放电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述充/放电比较器的一个输入端接地，另一个输入端与所述电流采样端电连接，其中，当充电开关导通时所述放电开关断开，所述放电开关断开时所述充电开关导通。

其中，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；

所述电池保护模块还包括单一极性转换单元，所述单一极性转换单元一端与所述电流采样端电连接，所述单一极性转换单元另一端与所述过流保护单元110电连接，当所述电流采样端的电压为正压或者负压时所述单一极性转换单元将所述电流采样端的电压转换为与所述第一参考输出端的电压极性一致的电压给所述过流保护单元；

当所述过流保护单元判断所述单一极性转换单元输送过来的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数；

其中，所述电流采样端的电压为正压时所述第一参考输出端的电压极性与所述电流采样端的电压为负压时所述第一参考输出端的电压极性相同。

其中，所述主开关单元和所述检测开关单元均分别包括NMOS管，所述NMOS管为沟槽式金属氧化物半导体。

其中，所述主开关单元和所述检测开关单元均分别包括NMOS管，所述NMOS管为横向金属氧化物半导体。

本申请实施例第二方面提供了一种电池组件，包括：

电池；

上述的电池保护装置，其中，所述电池保护装置的第一电源端、第二电源端分别与电池电连接。

本申请实施例第三方面提供了一种终端，包括：

负载；

上述的电池组件；

其中，所述电池经由所述电池保护装置控制向所述负载供电。

实施本申请实施例，具有如下有益效果：由于电池保护装置包括开关管芯片，其包括主开关单元和检测开关单元，所述主开关单元包括用于与电池负极连接的第一主连接端、用于与所述负载连接的第二主连接端、与开关控制端连接的主控制端；所述检测开关单元包括第一检测连接端、第二检测连接端和与开关控制端连接的检测控制端，其中，所述第一检测连接端与主开关单元电连接，所述第二检测连接端与所述第一参考输出端电连接；其中，所述第二主连接端还与所述电流采样端电连接，所述过流保护单元比较电流采样端的电压与所述第一参考输出端的电压以判断流过所述主开关单元的电流是否异常。从而，本申请可以不用设置精准度高的检测电阻，可以降低成本，而且第一恒流产生单元产生的基准电流远小于主开关单元流过的充电电流或者放电电流，从而产生的热量也很少，不会导致安全问题。而且本申请的电流检测方式精度比较高，不受环境的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请第一实施例的电池组件的示意图；

图2是本申请第一实施例的电池保护模块示意图；

图3是本申请第一实施例的开关管芯片示意图；

图4是本申请第二实施例的开关管芯片示意图；

图5是本申请第二实施例的电池保护模块示意图；

图6是本申请第二实施例的负压产生单元的一种实现示意图；

图7是本申请第二实施例的负压产生单元的另一种实现示意图；

图8是本申请第三实施例的电池组件的示意图；

图9是本申请第三实施例的电池保护模块示意图；

图10是本申请第三实施例的开关管芯片示意图；

图11是本申请第四实施例的电池保护模块示意图；

图12是本申请第四实施例的比较回路选择单元、第一恒流产生单元、过流保护单元的示意图；

图13是本申请第五实施例的电池保护模块示意图；

图14是本申请第五实施例的开关管芯片示意图；

图15是本申请第五实施例的单一极性转换单元的示意图；

图16是本申请第六实施例的电池保护模块示意图；

图17是本申请第六实施例的开关管芯片示意图；

图18是本申请第六实施例的比较回路选择单元、第一恒流产生单元、过流保护单元的示意图；

图19是本申请第六实施例的电池放电时比较回路选择单元、第一恒流产生单元、过流保护单元、开关管芯片的等效示意图；

图20是本申请第六实施例的电池充电时比较回路选择单元、第一恒流产生单元、过流保护单元、开关管芯片的等效示意图；

图21是本申请第七实施例的电池组件的示意图；

图22是本申请第七实施例的开关管芯片的示意图；

图23是本申请第七实施例的电池保护模块示意图；

图24是本申请第七实施例的偏置单元的示意图；

图25是本申请第八实施例的电池组件的示意图；

图号说明：

100-电池保护模块；110-过流保护单元；111-充电过流保护单元；112-放电过流保护单元；120-控制单元；131-第一恒流产生单元；132-第二恒流产生单元；140-负压产生单元；150-电压极性匹配单元；151-充/放电比较器；152-充电开关；153-放电开关；160-单一极性转换单元；170-偏置单元；171-放电子开关；172-充电子开关；

200-开关管芯片；210-主开关单元；211-第一主连接端；212-第二主连接端；213-主控制端；220-第一开关管组；231-第一放电连接端；232-第一放电控制端；230-第二开关管组；221-第二充电连接端；222-第二充电控制端；240-主开关管组；241-放电体二极管；242-充电体二极管；243-偏置连接端；244-充电偏置端；245-放电偏置端；

250-检测开关单元；251-第一检测连接端；252-第二检测连接端；253-检测控制端；260-第一检测开关管组；261-第一中间连接端；262-第一检测控制端；270-第二检测开关管组；271-第二中间连接端；272-第二检测控制端；280-检测开关管组；

310-电池；VDD-第一电源端；VSS-第二电源端；CDO-开关控制端；CO-充电控制端；DO-放电控制端；VM-电流采样端；VMS-第一参考输出端；VMP-第二参考输出端；R1-第一电阻；R2-第二电阻；C1-第一电容；BO-偏置控制端；BC-偏置充电端；BD-偏置放电端。

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，都属于本申请保护的范围。

本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。术语和/或、或/和是相同的意思，应理解为包含三种方案，例如包含A或/和B应理解为包含A的方案、包含B的方案、包含A和B的方案这三种方案。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象，而并非用于描述特定的顺序。

本申请实施例提供一种终端，终端例如为手机、平板电脑、笔记本电脑等。请参见图1，终端包括电池组件和负载(图中未示意)，负载例如为微处理器、摄像头驱动电路、图像处理器、显示面板、触摸屏等，负载与电池组件电连接，电池组件用于给负载供电，在图1中负载的两端分别与电池组件的两个端子电连接。电池组件包括电池310和电池保护装置，电池310一般在本领域也称作电芯，其中，电池310可以为锂电池或者其他的电池，电池保护装置包括电池保护模块100和开关管芯片200。

具体而言，电池保护模块100与电池310的正、负极电连接，负载与电池310电连接，电池310给电池保护模块100、负载供电，电池保护模块100起保护作用，防止电池310损坏或者负载损坏。在本实施例中，电池310的数量为一个或多个，当为多个时，多个电池310可以并联也可以串联也可以串并联混合，电池310优选为锂电池。在本实施例中，电池保护模块100控制开关管芯片200的导通或关闭，电池310经由开关管芯片200给负载供电，也即通过电池保护模块100控制开关管芯片200的导通或关闭，进而控制电池310是否向负载供电。在本实施例中，电池310与电池保护模块100之间还设有第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1和第一电容C1的设置用于滤波。另外，在本申请的其他实施例中，电池310与电池保护模块100之间还可以不设有第一电阻R1和第一电容C1。另外，在本申请的其他实施例中，电池310与电池保护模块100之间还可以设有其他电路或者电子元件。在本实施例中，电池保护模块100位于同一个芯片上。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，电池保护模块100还可以不位于同一个芯片上或者不位于芯片上。

请结合参见图1和图2，在本实施例中，电池保护模块100包括第一电源端VDD、第二电源端VSS、过流保护单元110、控制单元120、开关控制端、第一恒流产生单元131、电流采样端VM、第一参考输出端VMS，其中，所述第一电源端VDD和第二电源端VSS分别与电池310正极、负极电连接，在本实施例中，所述第二电源端VSS电性接地，所述过流保护单元110分别与控制单元120、电流采样端VM、第一参考输出端VMS电连接，所述第一恒流产生单元131与第一参考输出端VMS电连接，用于产生恒定的基准电流输出，该基准电流可以预先设置好，恒定基准电流经由第一参考输出端VMS输出。第一恒流产生单元131的具体实现方式为本领域的常规技术手段，在此不再赘述。

请结合参见图1和图3，在本实施例中，开关管芯片200包括主开关单元210和检测开关单元250，主开关单元210和检测开关单元250位于同一个芯片上，例如位于同一个硅片上，经由相同的工艺制造而成。

在本实施例中，主开关单元210包括第一主连接端211、第二主连接端212和主控制端，第一主连接端211与电池310电连接，具体为与电池310的负极电连接，也即在本实施例中第一主连接端211接地，第二主连接端212与负载电连接，主控制端与电池保护模块100的开关控制端电连接，电池保护模块100通过开关控制端控制主开关单元210的导通或关闭，在本实施例中，主开关单元210用于控制电池310向负载放电或者对电池310进行充电。

在本实施例中，主开关单元210的第二主连接端212还与电池保护模块100的电流采样端VM电连接，当电池保护模块100控制主开关单元210导通时，此时电池保护模块100可以通过电流采样端VM采集流过主开关单元210上的电流，此处的电流可以为充电电流或者放电电流。

在本实施例中，检测开关单元250包括第一检测连接端251、第二检测连接端252和检测控制端253。其中，所述第一检测连接端251与主开关单元210或者电池保护模块100电连接，所述第二检测连接端252与第一参考输出端VMS电连接，所述检测控制端253与开关控制端电连接。

在本实施例中，所述主开关单元210包括至少一组MOS管，该一组MOS管包括多个MOS管，该多个MOS管并联，所述检测开关单元250包括至少一组MOS管，该一组MOS管包括多个MOS管，该多个MOS管并联，且主开关单元210包括的MOS管的数目大于检测开关单元250包括的MOS管数目。另外，在本申请的其他实施例中，主开关单元210和检测开关单元250中MOS管还可以是其他样式。

在本实施例中，所述主开关单元210和检测开关单元250位于同一个硅片上，从而主开关单元210包括的每组MOS管的导通电阻为单个MOS管的导通电阻的m1倍，检测开关单元250包括的每组MOS管的导通电阻为单个MOS管的导通弄电阻的m2倍，由于是并联，从而在本实施例中m1、m2满足：0＜m1、m2＜1。从而主开关单元210和检测开关单元250导通时的电阻成比例，例如检测开关单元250的导通电阻与主开关单元210的导通电阻的比值为2:1、5:1、10:1、100:1、200:1、300:1、400:1、500:1等，较佳为大于10：1，这个比值在开关管芯片200制作好之后就是确定的，由于主开关单元210和检测开关单元250位于同一个芯片上，从而主开关单元210和检测开关单元250所处的环境是一样的，两者的电阻是同时变化的，从而这个比值不会随环境的变化而变化。

在本实施例中，通过设计第一恒流产生单元131输出合适的基准电流，一般说来，第一恒流产生单元131产生的基准电流远小于主开关单元210正常导通时允许流过的最大充电电流或最大放电电流，例如为允许的最大充电电流或者最大放电电流的1/2、1/5、1/10、1/50、1/60、1/70、1/80、1/90、1/100、1/200、1/300、1/400、1/500，较佳为小于1/10。由于主开关单元210和检测开关单元250的导通电阻成比例关系，由于电压为电阻和电流的乘积，从而通过比较主开关单元210和检测开关单元250上的导通电压，进而可以得到主开关单元210上允许流过的最大电流与第一恒流产生单元131产生的基准电流的关系，通过设置合适的基准电流输出，该基准电流可以设计为一个阈值电流，通过主开关单元210上的电压和检测开关单元250上电压大小的比较，就可以得到流过主开关单元210的电流是否超过设定的最大电流(允许流过的最大电流)，如果超过则关断主开关单元210，防止电池310损坏或者防止负载损坏。从而，本申请可以不需要增加精准度高的检测电阻，可以降低成本，而且第一恒流产生单元131产生的基准电流远小于主开关单元210流过的充电电流或者放电电流，从而产生的热量也很少，不会导致安全问题；而且第一恒流产生单元131产生的基准电流可以控制的很精准，从而电流检测也很精准。

以下参考具体的实施方式进行说明。

第一实施例

图1是本申请第一实施例的电池组件的示意图，请参见图1，在本实施例中，开关管芯片200可以用于电池310放电电流的检测。

具体而言，请结合参见图1和图3，在本实施例中，主开关单元210包括第一开关管组220和第二开关管组230，当然，在本申请的其他实施例中，主开关单元210包括的开关管组不限于两组，还可以根据实际需要包括更多的开关管组。在本实施例中，第一开关管组220包含多个MOS管，在本实施例中第一开关管组220中的多个MOS管并联，第二开关管组230包含多个MOS管，在本实施例中第二开关管组230中的多个MOS管并联。另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220中的多个MOS管、第二开关管组230中的多个MOS管也可以串联，或者串联和并联都具有，可以根据实际需要或者根据工艺需要进行调整。在本实施例中，第一开关管组220和第二开关管组230包含的MOS管为沟槽式金属氧化物半导体场效应管(Trench MOS)，此种MOS管要求所有的漏极连接在一起，使用此种MOS管的优点为：拥有更低的导通电阻和栅漏电荷密度，因而拥有更低的导通和开关损耗及更快的开关速度。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，本领域的技术人员还可以采用其他的MOS管。

在本实施例中，开关控制端包括充电控制端CO和放电控制端DO，充电控制端CO、放电控制端DO分别与控制单元120电连接。第二开关管组230包括所述第一主连接端211、第一放电连接端231、第一放电控制端232，第一开关管组220包括第二主连接端212、第二充电连接端221、第二充电控制端222。其中，第一主连接端211与电池310的负极电连接，第一放电连接端231与第二充电连接端221电连接，第二主连接端212与负载电连接，第一放电控制端232与放电控制端DO电连接，第二充电控制端222与充电控制端CO电连接。在本实施例中，第一放电连接端231为第二开关管组230的漏极，第二充电连接端221为第一开关管组220的漏极。在本实施例中，当电池310出现放电异常时，此时放电控制端DO控制第二开关管组230断开，当电池310出现充电异常时，此时充电控制端CO控制第一开关管组220断开，从而进行保护。当电池保护模块100通过充电控制端CO控制第一开关管组220断开时，此时电池310充电回路被断开，电池310不能被充电，此时当第二开关管组230导通时，电池310可以进行放电；当电池保护模块100通过放电控制端DO控制第二开关管组230断开时，此时电池310放电回路被断开，电池310不能对负载放电，此时当第一开关管组220导通时，电池310可以被充电。一般说来，在正常工作时，电池保护模块100控制第一开关管组220和第二开关管组230均导通。

在本实施例中，检测开关单元250包括一个检测开关管组280，但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，还可以根据实际需要包括更多的开关管组。在本实施例中，检测开关管组280包含多个MOS管，在本实施例中检测开关管组280中的多个MOS管并联。另外，在本申请的其他实施例中，检测开关管组280中的多个MOS管也可以串联，或者串联和并联都具有，可以根据实际需要或者根据工艺需要进行调整。在本实施例中，检测开关管组280包含的MOS管为沟槽式金属氧化物半导体场效应管(Trench MOS)，此种MOS管将位于同一个芯片上所有的漏极连接在一起。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，本领域的技术人员还可以采用其他的MOS管。在本实施例中，开关管芯片200包含的所有MOS管均为同一种型号的MOS管，从而方便制造，而且制造时使用相同的参数、相同的制造环境，从而得到的MOS管的特性是相同的。在本实施例中开关管芯片200包含的所有MOS管均为沟槽式金属氧化物半导体场效应管。另外，在本申请的其他实施例中，开关管芯片200包含的所有MOS管还可以均为其他种类的MOS管。

在本实施例中，检测开关管组280包括第一检测连接端251、第二检测连接端252和检测控制端253。第一检测连接端251与所述第一放电连接端231或者第二充电连接端221电连接，第二检测连接端252与第一参考输出端VMS电连接，检测控制端253在一般状况下可以与充电控制端CO或者放电控制端DO电连接，最佳与放电控制端DO电连接，此时，即使出现异常导致不能充电时，此时放电控制端DO仍然可以控制第二开关管组230、检测开关管组280导通，此时还能进行正常放电，并且电池保护模块100还是能判断电池310放电是否异常。在本实施例中，第一检测连接端251为检测开关管组280的漏极，从而，位于开关管芯片200上的第二开关管组230、第一开关管组220、检测开关管组280的漏极均连接在一起。

在本实施例中，假使通过使第一恒流产生单元131产生合适的基准电流，使电池310放电时流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压等于N倍所述第一参考输出端VMS的电压，从而过流保护单元110可以通过比较第一参考输出端VMS的电压和电流采样端VM的电压，就可以判断流过所述主开关单元210的电流是否异常。其中，N为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中N为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第一参考输出端VMS的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，此时电池310进行放电，电流采样端VM的电压为正压，则：

Uvm＝Iout*(R放+R充)+U0；

Uvms＝Iref*R检+Iout*R放+U0；

其中，Uvm为电流采样端VM的电压，Iout为电池310放电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref为第一恒流产生单元131产生的基准电流(其中Iref远小于Iout)，R检为检测开关管组280导通时的电阻。

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、检测开关管组280均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而三者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、检测开关管组280各包含的MOS管的数量成比例，假定：

R检＝K1*R充，R检＝K2*R放；

其中，K1、K2为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310放电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压相等，则：

Uvm＝Iout*(R放+R充)+U0＝Iref*R检+Iout*R放+U0＝Uvms；

进行计算，得到：

Iout*R充＝Iref*R检；

Iout＝Iref*R检/R充；

Iout＝Iref*K1；

由于K1为常数，不会随使用环境而发生变化，从而，放电电流Iout与第一参考输出端VMS的基准电流Iref成比例关系，进而，通过使第一恒流产生单元131产生合适的基准电流Iref，就可以控制放电电流的大小，而且，基准电流可以控制的很精准，可以达到1％的精度，从而可以很准确的确定电池310放电时是否出现异常，例如放电过流。例如，当需要控制最大放电电流时，此时在电池保护模块100设计时可以选择合适的基准电流值，当电池保护模块100经过比较得到电流采样端VM的电压等于或大于第一参考输出端VMS的电压时，此时电池保护模块100即可以知道放电电流已经超出阈值，此时电池保护模块100即可以通过放电控制端DO控制第二开关管组230断开，从而实现保护。

在本实施例中，由于第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250包含的MOS管的电阻都是随外界环境同时变化，例如同时增大或者同时减小，从而K是常数，不会随外界环境变化，例如温度变化，本实施例的电池保护模块100适用的使用环境比较宽泛，均可以比较精准对放电电流进行控制。

一般说来，按照本领域技术人员的常规理解，第一恒流产生单元131输出基准电流给第一参考输出端VMS，此时第一参考输出端VMS的电压为正压。

另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250中的MOS管为NMOS管。另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250中的MOS管还可以为PMOS管。

第二实施例

图4是本申请第二实施例开关管芯片的示意图，请参见图4，在本实施例中，开关管芯片200可以用于电池310充电电流的检测。

在本实施例中，同第一实施例一样，主开关单元210包括第一开关管组220和第二开关管组230，电池保护模块100的开关控制端包括充电控制端CO和放电控制端DO，充电控制端CO的信号用于控制第一开关管组220的导通或断开，放电控制端DO的信号用于控制第二开关管组230的导通或断开。

在本实施例中，检测开关单元250包括检测开关管组280，检测开关管组280的连接方式主要与第一实施例相同，在此不再赘述。在本实施例中，检测开关管组280的检测控制端253在一般状况下可以与充电控制端CO或者放电控制端DO电连接，最佳与充电控制端CO电连接，此时，即使出现异常导致不能放电时，此时充电控制端CO可以控制第一开关管组220、检测开关单元250导通，此时电池保护模块100还是能判断电池310充电是否异常。

本申请的发明人发现，当电池310充电时，由于电池310负端接地，从而电流采样端VM的电压为负压，为了使第一参考输出端VMS的电压能与电流采样端VM的电压进行比较，需要两者极性相同，在本实施例中第一参考输出端VMS的电压也设计为负压，此时两者可以进行比较。

为了实现第一参考输出端VMS的电压为负电压，请参见图5，在本实施例中，电池保护模块100包括负压产生单元140，负压产生单元140与第一参考输出端VMS电连接，请参见图6，图6中包含了负压产生单元140和第一恒流产生单元131，在本实施例中，负压产生单元140的其中一种实现电路为电荷泵，图6中电荷泵为常见的电荷泵(图示中开关S1、S2通过振荡器控制)，如何通过图6中的电路使第一参考输出端VMS产生负压比较常规，在此不再赘述。另外，在本申请的其他实施例中，负压产生单元140不限于图6中的电路，本领域的技术人员还可以通过其他的电荷泵或者其他电路来实现负压的产生，请参见图7，图7为另外一种电荷泵(其中，Vclk1、Vclk2轮流为高电平VDD、低电平VSS，其中，当Vclk1为高电平VDD时，Vclk2为低电平VSS，此状态下，S1和S4导通，S2和S3截止，当Vclk1为低电平VSS时，Vclk2为高电平VDD，此状态下，S1和S4截止，S2和S3导通)，此电荷泵如何使第一参考输出端VMS产生负压比较常规，在此不再赘述。当然，本领域的技术人员还可以通过其他的方式来产生负压，本实施例的关键点为本申请的发明人发现充电时第一参考输出端VMS需要提供一个负压以使电流采样端VM的电压与所述第一参考输出端VMS的电压能进行比较。

请继续参见图1、图4、图5，在本实施例中，假使通过使第一恒流产生单元131产生合适的基准电流，使电池310充电时流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压等于N倍所述第一参考输出端VMS的电压，进而过流保护单元110可以进行电流异常的判断。其中，N为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中N为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第一参考输出端VMS的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，电池310进行充电，此时电流采样端VM的电压为负压，则：

Uvm＝-Iin*(R放+R充)+U0；

Uvms＝-Iref*R检-Iin*R放+U0；

其中，Uvm为电流采样端VM的电压，Iin为电池310充电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref为第一恒流产生单元131产生的基准电流(其中Iref远小于Iin)，R检为检测开关管组280导通时的电阻。

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、检测开关管组280均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而三者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、检测开关管组280各包含的MOS管的数量成比例，假定：

R检＝K1*R充，R检＝K2*R放；

其中，K1、K2为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310充电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压相等，则：

Uvm＝-Iin*(R放+R充)+U0＝-Iref*R检-Iin*R放+U0＝Uvms；

进行计算，得到：

Iin*R充＝Iref*R检；

Iin＝Iref*R检/R充；

Iin＝Iref*K1；

由于K1为常数，不会随使用环境而发生变化，从而，充电电流Iin与第一参考输出端VMS的基准电流Iref成比例关系，进而，通过使第一恒流产生单元131产生合适的基准电流，就可以控制放电电流的大小，而且，由于基准电流可以控制的很精准，可以达到1％的精度，从而可以很准确的控制充电电流的大小，可以很精准的确定电池310充电时是否出现异常，例如充电过流。例如，当需要控制最大充电电流时，此时在电池保护模块100设计时可以选择合适的基准电流值，当电池保护模块100经过比较得到电流采样端VM的电压等于或大于第一参考输出端VMS的电压时，此时电池保护模块100即可以知道充电电流已经超出阈值，此时电池保护模块100即可以通过充电控制端CO控制第一开关管组220断开，从而实现保护。

在本实施例中，由于第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250包含的MOS管的电阻都是随外界环境同时变化，例如同时增大或者同时减小，从而K1、K2是常数，不会随外界环境变化，例如温度变化，本实施例的电池保护模块100适用的使用环境比较宽泛，均可以比较精准对充电电流进行控制。

在本实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250中的MOS管为沟槽式金属氧化物半导体场效应管。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250中的MOS管为NMOS管。另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、检测开关单元250中的MOS管为PMOS管。

第三实施例

图8是本申请第三实施例的电池组件的示意图，请参见图8-图10，在本实施例中，主开关单元210、检测开关单元250既可以用于电池310放电电流的检测，也可以用于电池310充电电流的检测。

在本实施例中，同第一实施例一样，主开关单元210包括第一开关管组220和第二开关管组230，电池保护模块100的开关控制端包括充电控制端CO和放电控制端DO，充电控制端CO的信号用于控制第一开关管组220的导通或断开，放电控制端DO的信号用于控制第二开关管组230的导通或断开。

在本实施例中，电池保护模块100包括第一参考输出端VMS和第二参考输出端VMP，其中，检测开关单元250的第一检测连接端251与电池保护模块100的第二参考输出端VMP电连接，检测开关单元250的第二检测连接端252与电池保护模块100的第一参考输出端VMS电连接。

在本实施例中，检测开关单元250包括第一检测开关管组260和第二检测开关管组270，当然，在本申请的其他实施例中，检测开关单元250包括的开关管组不限于两组，还可以包括更多的开关管组。在本实施例中，第一检测开关管组260包含多个MOS管，在本实施例中第一检测开关管组260中的多个MOS管并联，第二检测开关管组270包含多个MOS管，在本实施例中第二检测开关管组270中的多个MOS管并联。另外，在本申请的其他实施例中，第一检测开关管组260中的多个MOS管、第二检测开关管组270中的多个MOS管也可以串联，或者串联和并联都具有。在本实施例中，第一检测开关管组260和第二检测开关管组270包含的MOS管为沟槽式金属氧化物半导体场效应管(Trench MOS)，此种MOS管要求所有的漏极连接在一起，使用此种MOS管的优点为：拥有更低的导通电阻和栅漏电荷密度，因而拥有更低的导通和开关损耗及更快的开关速度。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，本领域的技术人员还可以采用其他的MOS管。

在本实施例中，第一检测开关管组260包括第一检测连接端251、第一中间连接端261、第一检测控制端262，第二检测开关管组270包括第二检测连接端252、第二中间连接端271、第二检测控制端272。其中，第一检测连接端251与第二参考输出端VMP电连接，第一中间连接端261与第二中间连接端271电连接，第二检测连接端252与第一参考输出端VMS电连接，第一检测控制端262、第二检测控制端272均与充电控制端CO或者放电控制端DO电连接或者第一检测控制端262、第二检测控制端272分别与充电控制端CO、放电控制端DO电连接或者第一检测控制端262、第二检测控制端272分别与放电控制端DO、充电控制端CO电连接。在本实施例中，第一中间连接端261为第一检测开关管组260的漏极，第二中间连接端271为第二检测开关管组270的漏极，第一中间连接端261、第二中间连接端271、第二开关管组230的第一放电连接端231、第一开关管组220的第二充电连接端221均电连接在一起。

在本实施例中，电池保护模块100还包括第二恒流产生单元132，其中，第一恒流产生单元131产生第一基准电流，第二恒流产生单元132产生第二基准电流，第一基准电流和第二基准电流的大小可以相同，也可以不同，具体根据实际情况进行设定。在本实施例中，第一恒流产生单元131与第一参考输出端VMS电连接，第二恒流产生单元132与第二参考输出端VMP电连接。

在本实施例中，电池保护模块100包括负压产生单元140，负压产生单元140与第一参考输出端VMS电连接，负压产生单元140用于使第一参考输出端VMS的电压为负压，负压产生单元140的具体电路可以参见第二实施例，在此不再赘述。在本实施例中，第二参考输出端VMP的电压为正压，具体可参见第一实施例，在此不再赘述。在本实施例中，主开关单元210、检测开关单元250既可以用于电池310放电电流的检测，也可以用于电池310充电电流的检测。

具体而言，在本实施例中，当电池310进行放电时，同第一实施例一样，通过使第二恒流产生单元132产生合适的第二基准电流，当电池310放电异常时，此时电流采样端VM的电压等于M倍所述第二参考输出端VMP的电压，进而过流保护单元110可以进行异常的判断。其中，M为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中M为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第二参考输出端VMP的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，此时电池310进行放电，此时电流采样端VM的电压为正压，则：

Uvm放＝Iout*(R放+R充)+U0；

Uvmp＝Iref2*R检1+Iout*R放+U0；

其中，Uvm放为电池310放电时电流采样端VM的电压，Iout为电池310放电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvmp为第二参考输出端VMP的电压，Iref2为第二恒流产生单元132通过第二参考输出端VMP输出的第二基准电流(其中Iref1远小于Iout)，R检1为第一检测开关管组260导通时的电阻。

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而四者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270各包含的MOS管的数量成比例，假定：

R检1＝K3*R充，R检1＝K4*R放；R检2＝K5*R充，R检2＝K6*R放；

其中，K3、K4、K5、K6为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310放电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压与第二参考输出端VMP的电压相等，此时经过计算获得：

Iout＝Iref2*K3；

由于K3为常数，不会随使用环境而发生变化，从而，放电电流Iout与第二参考输出端VMP的第二基准电流Iref2成比例关系，进而，通过使第二恒流产生单元132产生合适的第二基准电流，就可以控制放电电流的大小，而且，第二基准电流可以控制的很精准，可以达到1％精度，从而可以很准确的确定电池310放电时是否出现异常，例如放电过流。

同样的，在本实施例中，当电池310进行充电时，同第二实施例一样，通过使第一恒流产生单元131产生合适的第一基准电流，当电池310充电异常时，此时电流采样端VM的电压等于N倍所述第一参考输出端VMS的电压，进而过流保护单元110可以进行异常的判断。其中，N为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中N为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第一参考输出端VMS的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，此时电池310进行充电，此时电流采样端VM的电压为负压，则：

Uvm充＝-Iin*(R放+R充)+U0；

Uvms＝-Iref1*R检2-Iin*R放+U0；

其中，Uvm充为电池310充电时电流采样端VM的电压，Iin为电池310充电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref1为第一恒流产生单元131通过第一参考输出端VMS输出的第一基准电流(其中Iref1远小于Iin)，R检2为第二检测开关管组270导通时的电阻。

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而四者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270各包括的MOS管的数量成比例，假定：

R检1＝K3*R充，R检1＝K4*R放；R检2＝K5*R充，R检2＝K6*R放；

其中，K3、K4、K5、K6为比例系数，为常数，且R检1、R检2、R充、R放均为单个MOS管导通电阻的1/L或者L倍，其中，L为自然数。

在本实施例中，电池310充电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压相等，此时经过计算获得：

Iin＝Iref1*K5；

由于K5为常数，不会随使用环境而发生变化，从而，充电电流Iin与第一参考输出端VMS的第一基准电流Iref1成比例关系，进而，通过使第一恒流产生单元131产生合适的第一基准电流，就可以控制充电电流的大小，而且，第一基准电流可以控制的很精准，可以达到1％精度，从而可以很准确的确定电池310充电时是否出现异常，例如充电过流。

在本实施例中，过流保护单元110根据电流采样端VM的电压分别与第一参考输出端VMS的电压、第二参考输出端VMP的电压进行比较就判断电池310充电和电池310放电是否异常。

在本实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的MOS管为沟槽式金属氧化物半导体场效应管。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的MOS管为NMOS管。另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的MOS管为PMOS管。

第四实施例

图11是本申请第四实施例的电池保护模块示意图，请参见图11、图12、图1、图3(或图4)，在本实施例中，主开关单元210、检测开关单元250既可以用于电池310放电电流的检测，也可以用于电池310充电电流的检测。

在本实施例中，检测开关单元250包括检测开关管组280，检测开关管组280的连接方式主要与第一实施例相同，在此不再赘述。在本实施例中，检测开关管组280的检测控制端253在一般状况下可以与充电控制端CO或者放电控制端DO电连接，在图示中是与充电控制端CO电连接。

在本实施例中，电池保护模块100包括电压极性匹配单元150，第一参考输出端VMS与电压极性匹配单元150电连接，电压极性匹配单元150用于控制第一参考输出端VMS处的电压的正负。具体而言，当电压极性匹配单元150判断电池310进行充电时，此时电压极性匹配单元150控制第一参考输出端VMS的电压为负压，当电压极性匹配单元150判断电池310进行放电时，此时电压极性匹配单元150控制参考输出端的电压为正压。

为了实现电压极性匹配单元150与电池310充放电匹配，电压极性匹配单元150的一种具体实现方式请见图12，请参见图12，在本实施例中，电压极性匹配单元150包括第二恒流产生单元132、负压产生单元140、充/放电比较器151、充电开关152、放电开关153和反相器，其中，第一恒流产生单元131与放电开关153的输入端电连接，放电开关153的输出端与第一参考输出端VMS电连接，放电开关153的控制端与充/放电比较器151电连接，负压产生单元140与第二恒流产生单元132电连接，第二恒流产生单元132与充电开关152的一端电连接，充电开关152的另一端与第一参考输出端VMS电连接，充电开关152的控制端与充/放电比较器151电连接。在本实施例中，充/放电比较器151的反向端接地，充/放电比较器151的同向端与电流采样端VM电连接，充/放电比较器151的输出端分别与充电开关152的控制端、经过反相器后的放电开关153的控制端电连接。另外，电压极性匹配单元150的具体实现方式不限于图12，本领域的技术人员还可以通过其他电路来实现电压的匹配。在本实施例中，第一恒流产生单元131产生的第一基准电流、第二恒流产生单元132产生的第二基准电流两者之间的大小不受限制，可以根据实际情况进行设置，例如第一基准电流、第二基准电流两者可以相同，也可以不同。

在本实施例中，当电池310放电时，电流采样端VM的电压为正压，此时充/放电比较器151的同向端的电压大于反向端的电压，此时充/放电比较器151的输出端控制放电开关153导通、充电开关152截止，此时第一参考输出端VMS的电压为正压；当电池310充电时，此时电流采样端VM的电压为负压，此时充/放电比较器151的同向端的电压小于反向端的电压，此时充/放电比较器151的输出端控制放电开关153断开、充电开关152导通，此时第一参考输出端VMS的电压为负压。

在本实施例中，负压产生单元140的具体实现方式可参见第二实施例，在此不再赘述。

请继续参见图11、图12，在本实施例中，当电池310放电时，此时电压极性匹配单元150使第一参考输出端VMS的电压为正压，同前面的实施例一样，通过使第一恒流产生单元131产生合适的第一基准电流，当电池310放电异常时，此时电流采样端VM的电压等于N倍所述第一参考输出端VMS的电压，进而过流保护单元110可以进行异常的判断。其中，N为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中N为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第一参考输出端VMS的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，此时电池310进行放电，此时电流采样端VM的电压为正压，则：

Uvm放＝Iout*(R放+R充)+U0；

Uvms＝Iref1*R检+Iout*R放+U0；

其中，Uvm放为电池310放电时电流采样端VM的电压，Iout为电池310放电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref1为第一参考输出端VMS输出的第一基准电流(其中Iref1远小于Iout)，R检为检测开关管组280导通时的电阻。

同样假定：

R检＝K1*R充，R检＝K2*R放；

其中，K1、K2为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310放电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压相等，此时经过计算获得：

Iout＝Iref1*K1；

同样的，在本实施例中，当电池310充电时，此时电压极性匹配单元150使第一参考输出端VMS的电压为负压，同前面的实施例一样，通过使第二恒流产生单元132产生合适的第二基准电流，当电池310充电异常时，此时电流采样端VM的电压等于N倍所述第一参考输出端VMS的电压，进而过流保护单元110可以进行异常的判断。其中，N为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中N为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第一参考输出端VMS的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，此时电池310进行充电，此时电流采样端VM的电压为负压，则：

Uvm充＝-Iin*(R放+R充)+U0；

Uvms＝-Iref2*R检-Iin*R放+U0；

其中，Uvm充为电池310充电时电流采样端VM的电压，Iin为电池310充电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref2为第二参考输出端VMP输出的第二基准电流(其中Iref2远小于Iout)，R检为检测开关管组280导通时的电阻。

同样假定：

R检＝K1*R充，R检＝K2*R放；

其中，K1、K2为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310充电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压相等，此时经过计算获得：

Iin＝Iref2*K1；

相对第三实施例，在本实施例中，电池保护模块100少了一个端口，因此可以降低成本。

第五实施例

图13是本申请第五实施例的电池保护模块示意图，请参见图13、图14、图15、图1，在本实施例中，主开关单元210、检测开关单元250既可以用于电池310放电电流的检测，也可以用于电池310充电电流的检测。

在本实施例中，同第三实施例类似，主开关单元210包括第一开关管组220和第二开关管组230，电池保护模块100的开关控制端包括充电控制端CO和放电控制端DO，充电控制端CO的信号用于控制第一开关管组220的导通或断开，放电控制端DO的信号用于控制第二开关管组230的导通或断开。在本实施例中，检测开关单元250包括第一检测开关管组260和第二检测开关管组270，第一检测开关管组260包括第一检测连接端251、第一中间连接端261、第一检测控制端262，第二检测开关管组270包括第二检测连接端252、第二中间连接端271、第二检测控制端272。其中，第一检测连接端251与第一主连接端211电连接，第一中间连接端261与第二中间连接端271电连接，第二检测连接端252与第一参考输出端VMS电连接，第一检测控制端262、第二检测控制端272均与充电控制端CO或者放电控制端DO电连接或者第一检测控制端262、第二检测控制端272分别与充电控制端CO、放电控制端DO电连接或者第一检测控制端262、第二检测控制端272分别与放电控制端DO、充电控制端CO电连接。同第三实施例不同，在本实施例中，第一中间连接端261、第二中间连接端271不与第一放电连接端231、第二充电连接端221短接。另外，在本申请的其他实施例中，检测开关单元250还可以只包括一个检测开关管组。

在本实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270均包括多个MOS管，在本实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的多个MOS管并联。另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的多个MOS管也可以串联，或者串联和并联都具有。在本实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270包含的MOS管为横向金属氧化物半导体场效应管(lateral MOS)，此种MOS管漏极不连接在一起。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，本领域的技术人员还可以采用其他的MOS管。

在本实施例中，电池保护模块100包括单一极性转换单元160，单一极性转换单元160一端与所述电流采样端VM电连接，单一极性转换单元160另一端与过流保护单元110电连接，单一极性转换单元160用于将电流采样端VM的电压转换为同一种极性的电压，也即不管电流采样端VM的电压是正压还是负压，经由单一极性转换单元160转换后统一转换为正压或者统一转换为负压，转换后的电压与第一参考输出端VMS的电压极性相同，转换后的电压的大小与转换前的电压的大小不变；也即：当第一参考输出端VMS的电压恒定为正压时，当电池310放电时，电流采样端VM的电压为正压，经过单一极性转换单元160后，此电压还是为正压，当电池310充电时，电流采样端VM的电压为负压，经过单一极性转换单元160后，此电压转换为正压；当第一参考输出端VMS的电压恒定为负压时，当电池310放电时，电流采样端VM的电压为正压，经过单一极性转换单元160后，此电压转换为负压，当电池310充电时，电流采样端VM的电压为负压，经过单一极性转换单元160后，此电压还是为负压。由于电流采样端VM的电压经过单一极性转换单元160转换后，其极性与第一参考输出端VMS的电压的极性一致，从而两种电压可以进行比较。

图15为单一极性转换单元160的一种实现方式，由于图15的电路为本领域比较常规的电路，因此在此对其原理不再赘述。本领域的技术人员还可以通过其他的常规电路来实现单一极性转换单元160。

请继续参见图13，在本实施例中，不管电池310是充电还是放电，电流采样端VM的电压经过单一极性转换单元160转换后同第一参考输出端VMS的电压的极性一致，例如在本实施例中为正压，则同前面的实施例一样，通过使第一恒流产生单元131产生合适的第一基准电流，当电池310充电或放电异常时，此时电流采样端VM的电压等于N倍所述第一参考输出端VMS的电压，进而过流保护单元110可以进行异常的判断。其中，N为正整数，例如N为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，在本实施例中N为1，也即刚好出现异常时电流采样端VM的电压等于第一参考输出端VMS的电压。

具体而言，在本实施例中，当电池保护模块100控制主开关单元210和检测开关单元250导通时，不论电池310进行充电或放电，此时电流采样端VM的电压经过单一极性转换单元160转换后为正压，则：

Uvm’＝Iio*(R放+R充)+U0；

Uvms＝Iref1*(R检1+R检2)+U0；

其中，Uvm’为电流采样端VM经过单一极性转换单元160转换后的电压，Iio为电池310充电或放电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；U0为第二开关管组230第一主连接端211处的电压，由于接地，在本实施例中为0，Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref1为第一参考输出端VMS输出的第一基准电流(其中Iref1远小于Iout)，R检1为第一检测开关管组260导通时的电阻，R检2为第二检测开关管组270导通时的电阻。

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而四者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270各包括的MOS管的数量成比例，假定：

R检1+R检2＝K7(R放+R充)；

其中，K7为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310充电或放电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时电流采样端VM的电压经过转换后与第一参考输出端VMS的电压相等，此时经过计算获得：

Iio＝Iref1*K7

由于K7为常数，不会随使用环境而发生变化，从而，充电电流或者放电电流Iio与第一参考输出端VMS的第一基准电流Iref1成比例关系，进而，通过使第一恒流产生单元131产生合适的第一基准电流，就可以控制充电电流或者放电电流的大小，而且，第一基准电流可以控制的很精准，可以达到1％的精度，从而可以很准确的确定电池310充电或者放电时电流是否出现异常。

在本实施例中，过流保护单元110根据经过转换后的电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压进行比较就能判断电池310充电和电池310放电是否异常。

在本实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的MOS管为横向金属氧化物半导体场效应管。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的MOS管为NMOS管。另外，在本申请的其他实施例中，第一开关管组220、第二开关管组230、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270中的MOS管为PMOS管。

第六实施例

图16是本申请第六实施例的电池保护模块示意图，请参见图16、图17、图18、图8，在本实施例中，主开关单元210、检测开关单元250既可以用于电池310放电电流的检测，也可以用于电池310充电电流的检测。

在本实施例中，主开关单元210、检测开关单元250的具体构成请见第五实施例，与第五实施例不同的，在本实施例中，电池保护模块100包括第一参考输出端VMS和第二参考输出端VMP，其中，第一检测开关管组260的第一检测连接端251与第二参考输出端VMP电连接，第二检测开关管组270的第二检测连接端252与第一参考输出端VMS电连接。另外，在本申请的其他实施例中，检测开关单元250还可以只包括一个开关管组。

在本实施例中，电池保护模块100还包括比较回路选择单元180，第一参考输出端VMS、第二参考输出端VMP、第一恒流产生单元131分别与比较回路选择单元180电连接，比较回路选择单元180用于控制在电池310充电或者放电时第一参考输出端VMS、第二参考输出端VMP的电压如何与电流采样端VM的电压进行比较。具体而言，当比较回路选择单元180判断电池310进行充电时，此时比较回路选择单元180选择第二参考输出端VMP的电压与一预设电压进行比较，当比较回路选择单元180判断电池310进行放电时，此时比较回路选择单元180选择第一参考输出端VMS的电压与电流采样端VM的电压进行比较。

为了实现比较回路选择单元180与电池310充放电匹配，比较回路选择单元180、第一恒流产生单元131、过流保护单元110的一种具体实现方式请见图18，请参见图18，在本实施例中，比较回路选择单元180包括两个第一开关T1、两个第二开关T2、充/放电比较器151，而且，在本实施例中，过流保护单元110包括充电过流保护单元(OCC)111和放电过流保护单元(ODC)112。其中，第一恒流产生单元131的输出端分别与第一开关T1的输入端、第二开关T2的输入端电连接，第一开关T1的输出端与第二参考输出端VMP电连接，第二参考输出端VMP还与充电过流保护单元111的一个输入端电连接，第二开关T2的输出端与第一参考输出端VMS电连接，第一参考输出端VMS还与放电过流保护单元112的一个输入端电连接，第二参考输出端VMP还与另外一个第二开关T2的输入端电连接，第一参考输出端VMS还与另外一个第一开关T1的输入端电连接，该第二开关T2的输出端接地，该第一开关T1的输出端与电流采样端VM电连接，电流采样端VM分别与放电过流保护单元112和充/放电比较器151的其中一个输入端电连接，充/放电比较器151的另外一个输入端接地，充/放电比较器151的输出端分别与两个第一开关T1的控制端电连接，充/放电比较器151的输出端经过信号反向后与两个第二开关T2的控制端电连接，或者反过来。从而，两个第一开关T1同时导通、同时关断，两个第二开关T2同时导通、同时关断，且第一开关T1导通时第二开关T2关断，第二开关T2导通时第一开关T1关断。在本实施例中，充电过流保护单元111另外一个输入端接一预设电压。

在本实施例中，第一恒流产生单元131与所述第一参考输出端VMS或第二参考输出端VMP电连接，具体为第一恒流产生单元131分时与所述第一参考输出端VMS、第二参考输出端VMP电连接。

在本实施例中，当电池310放电时，充/放电比较器151比较电流采样端VM的电压与接地电压的大小，进而输出低电平或者高电平，在本实施例是输出高电平，从而充/放电比较器151控制两个第二开关T2导通，两个第一开关T1断开，其电路图如图19所示，同前面的实施例计算过程一样，得到：

Uvm放＝Iout*(R放+R充)+0；

Uvms＝Iref1*(R检1+R检2)+0；

其中，Uvm放为电池310放电时电流采样端VM的电压，Iout为电池310放电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Iref1为第一恒流产生单元131产生的第一基准电流(其中Iref1远小于Iout)，R检1为第一检测开关管组260导通时的电阻，R检2为第二检测开关管组270导通时的电阻。

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而四者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270各包括的MOS管的数量成比例，R放、R充、R检1、R检2的阻值均与单个MOS管导通的阻值呈比例，从而，(R放+R充)的阻值必然与(R检1+R检2)的阻值呈比例，假定：

R检1+R检2＝K7(R放+R充)；

其中，K7为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310放电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时放电过流保护单元110得到电流采样端VM的电压与第一参考输出端VMS的电压相等，此时经过计算获得：

Iout＝Iref1*K7

在本实施例中，当电池310充电时，充/放电比较器151比较电流采样端VM的电压与接地电压的大小，进而输出低电平或者高电平，在本实施例是输出低电平，从而充/放电比较器151控制两个第二开关T2断开，两个第一开关T1导通，其电路图如图20所示，同前面的实施例计算过程一样，得到：

Uvm充＝-Iin*(R放+R充)+0；

Uvmp＝Uvms+Iref1*(R检1+R检2)；

其中，Uvm充为电池310充电时电流采样端VM的电压，Iin为电池310充电时流过第一开关管组220、第二开关管组230的电流，R放为第二开关管组230导通时的电阻，R充为第一开关管组220导通时的电阻；Uvms为第一参考输出端VMS的电压，Uvmp为第二参考输出端VMP的电压，Iref1为第一恒流产生单元131产生的第一基准电流(其中Iref1远小于Iout)，R检1为第一检测开关管组260导通时的电阻，R检2为第二检测开关管组270导通时的电阻。

在本实施中，由于第二参考输出端VMP与电流采样端VM短接，从而：

Uvms＝Uvm充；

则：Uvmp＝-Iin*(R放+R充)+Iref1*(R3+R4)；

在本实施例中，由于第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成，从而四者之间的电阻是成比例的，具体的比例值与第二开关管组230、第一开关管组220、第一检测开关管组260、第二检测开关管组270各包括的MOS管的数量成比例，R放、R充、R检1、R检2的阻值均与单个MOS管导通的阻值呈比例，从而，(R放+R充)的阻值必然与(R检1+R检2)的阻值呈比例，假定：

R检1+R检2＝K7(R放+R充)；

其中，K7为比例系数，为常数。

在本实施例中，电池310充电时当流过主开关单元210的电流刚好出现异常时，此时Uvmp处的电压为0，充电过流保护单元110触发充电保护，此时经过计算获得：

Iin＝Iref1*K7。

在本实施例中，充电过流保护单元111的其中一个输入端与第二参考输出端VMP，充电过流保护单元111的另外一个输入端接一预设电压，在本实施例中该预设电压为0V，也即接地，从而充电过流保护单元111通过比较第二参考输出端VMP的电压与一预设电压就可以判断充电电流是否异常。另外，在本申请的其他实施例中，所述预设电压也可以不为0V，还可以是其他电压大小，这个可以根据实际设置。

第七实施例

图21是本申请第七实施例的电池组件的示意图，请参见图21、图22、图23，本实施例与前面实施例的主要不同为主开关单元210，本实施例的主开关单元210成本低，具有更小的导通阻抗，更小的导通损耗。

请参见图21和图22，在本实施例中，主开关单元210包括主开关管组240，主开关管组240包括与电池310负极连接的第一主连接端211、与负载连接的第二主连接端212、与开关控制端CDO连接的主控制端213，第二主连接端212还与电池保护模块100的电流采样端VM电连接。

在本实施例中，主开关管组240还包括充电体二极管242、放电体二极管241，其中，所述充电体二极管242的阴极与第二主连接端212电连接，所述充电体二极管242的阳极与放电体二极管241的阳极电连接，所述放电体二极管241的阴极与第一主连接端211电连接。

在本实施例中，主开关管组240还包括偏置连接端243、充电偏置端244、放电偏置端245，其中，偏置连接端243与充电体二极管242的阳极、放电体二极管241的阳极相连的地方电连接，充电偏置端244与第一主连接端211电连接，放电偏置端245与第二主连接端212电连接。

请参见图23，在本实施例中，电池保护模块100还包括偏置单元170，偏置单元170用于控制主开关管组240的衬底偏置状态。在本实施例中，偏置单元170与主开关管组240的偏置连接端243电连接，用于切换主开关管组240的衬底连接路径，使得在放电过程中主开关管组240的衬底偏置于电池310的负供电端，在充电过程中主开关管组240的衬底偏置于的负载这端。另外，在本申请的其他实施例中，偏置单元170还可以设置在开关管芯片200中。

具体而言，请结合参见图23和图24，在本实施例中，偏置单元170包括放电子开关171和充电子开关172，放电子开关171的偏置放电端BD与第二主连接端212电连接，放电子开关171与偏置放电端BD相对的一端与偏置控制端BO电连接，充电子开关172的偏置充电端BC与第一主连接端211电连接，充电子开关172与偏置充电端BC相对的一端与偏置控制端BO电连接,偏置控制端BO用于与偏置连接端243电连接。放电子开关171的控制端、充电子开关172的控制端与过流保护单元110电连接。在本实施例中，当充电子开关172导通时放电子开关171断开，当放电子开关171导通时充电子开关172断开。在本实施例中，充电子开关172和放电子开关171还可以同时断开(例如主开关管组240正常工作时)，充电子开关172和放电子开关171不能同时导通。

在本实施例中，通过主开关单元210即可以控制电池310的充放电。具体而言，当电池310正常充放电时，电池保护模块100的开关控制端CDO控制主开关管组240导通，此时充电子开关172、放电子开关171均断开，从而实现电池310的正常充放电；当电池310放电异常时，此时开关控制端CDO控制主开关管组240断开，同时充电子开关172导通，放电子开关171断开，此时电池310可以通过充电子开关172、充电体二极管242形成回路，从而可以实现正常充电，由于放电子开关171和主开关管组240断开，从而不能放电；当电池310充电异常时，此时开关控制端CDO控制主开关管组240断开，同时放电子开关171导通，充电子开关172断开，此时电池310可以通过放电子开关171、放电体二极管241形成回路，从而可以实现正常放电，由于充电子开关172和主开关管组240断开，从而电池310不能充电。从而实现电池310充放电的控制。

在本实施例中通过一个主开关管组240搭配偏置单元170就可以实现电池310充放电的控制，相对前面的两个开关管组的方式成本低，具有更小的导通阻抗，更小的导通损耗。

在本实施例中，主开关管组240包括多个MOS管，该多个MOS管并联。另外，在本申请的其他实施例中，主开关管组240中的多个MOS管也可以串联，或者串联和并联都具有。在本实施例中，放电子开关171、充电子开关172为MOS管，MOS管的类型与主开关管组240中的MOS管类型可以相同，也可以不同。在本实施例中，主开关管组240中的MOS管为沟槽式金属氧化物半导体场效应管(Trench MOS)。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，主开关管组240中的MOS管还可以为横向金属氧化物半导体场效应管(lateral MOS)。在本申请的其他实施例中，主开关管组240中的MOS管为其他的NMOS管。在本申请的其他实施例中，主开关管组240中的MOS管为PMOS管。

请继续参见图22，在本实施例中，检测开关单元250包括一个检测开关管组280，另外，在本申请的其他实施例中，检测开关单元250还可以包括多个检测开关管组280。在本实施例中，检测开关管组280包括第一检测连接端251、第二检测连接端252和检测控制端253。其中，所述第一检测连接端251与第一主连接端211(图22中)或者第二主连接端212电连接，第二检测连接端252与所述第一参考输出端VMS电连接。

在本实施例中，由于主开关管组240、检测开关管组280均位于同一个芯片上，也即位于同一个硅片上，也即都是通过同样的工艺制成。主开关管组240、检测开关管组280包括的MOS管的类型相同。

另外，在本申请的其他实施例中，较佳的，检测开关管组280与主开关管组240相同，也即检测开关管组280也包括充电体二极管、放电体二极管，这样在一片芯片上设置检测开关管组280、主开关管组240在工艺上比较容易实现，制造简单，成本低。在本实施例中，检测开关管组280较佳跟随主开关管组240一起切换实现导通或者关断。

参照第一至第六实施例，经过本领域技术人员的简单变形，，本实施例也能实现电池310充电和/或电池310放电时电流异常的检测。

第八实施例

图25是本申请第八实施例的电池组件的示意图，请参见图25，本实施例与第七实施例类似，与第七实施例相同的部分不再赘述。

请参见图25，在本实施例中，电池保护模块100还包括第一参考输出端VMS和第二参考输出端VMP，检测开关管组280的第一检测连接端251与第二参考输出端VMP电连接，第二检测连接端252与第一参考输出端VMS电连接，参照第一-第六实施例，经过本领域技术人员的简单变形，本实施例也能实现电池310充电和/或电池310放电时电流异常的检测。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (20)

1.一种电池保护装置，用于保护与负载连接的电池，其特征在于，包括：

电池保护模块，包括第一电源端、第二电源端、过流保护单元、开关控制端、第一参考输出端、电流采样端、第一恒流产生单元，其中，所述第一电源端和第二电源端分别用于与电池正极、负极电连接，所述过流保护单元分别与电流采样端、第一参考输出端电连接，所述第一恒流产生单元与所述第一参考输出端电连接；

开关管芯片，其包括主开关单元和检测开关单元，所述主开关单元包括用于与电池负极连接的第一主连接端、用于与所述负载连接的第二主连接端、与开关控制端连接的主控制端；所述检测开关单元包括第一检测连接端、第二检测连接端和与开关控制端连接的检测控制端，其中，所述第一检测连接端与主开关单元电连接，所述第二检测连接端与所述第一参考输出端电连接；

其中，所述第二主连接端还与所述电流采样端电连接，所述过流保护单元比较电流采样端的电压与所述第一参考输出端的电压以判断流过所述主开关单元的电流是否异常。

2.如权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，所述开关控制端包括充电控制端和放电控制端；

所述主开关单元包括第二开关管组和第一开关管组，所述第二开关管组包括所述第一主连接端、第一放电连接端、第一放电控制端，所述第一开关管组包括所述第二主连接端、第二充电连接端、第二充电控制端，其中，所述第一放电连接端与所述第二充电连接端电连接，所述第一放电控制端与所述放电控制端电连接，所述第二充电控制端与所述充电控制端电连接。

3.如权利要求2所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、所述第二检测连接端和所述检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一放电连接端或者第二充电连接端电连接，所述检测控制端与所述放电控制端或者充电控制端电连接；

当所述电流采样端的电压为正且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述放电控制端控制所述第二开关管组断开，其中，N为正整数。

4.如权利要求2所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、所述第二检测连接端和所述检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一放电连接端或者第二充电连接端电连接，所述检测控制端与所述放电控制端或者充电控制端电连接；

当所述电流采样端的电压为负且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述充电控制端控制所述第一开关管组断开，其中，N为正整数。

5.如权利要求4所述的电池保护装置，其特征在于，所述电池保护模块还包括负压产生单元，所述负压产生单元与所述第一参考输出端电连接，所述负压产生单元用于使所述第一参考输出端的电压为负压。

6.如权利要求2所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、所述第二检测连接端和所述检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一放电连接端或者第二充电连接端电连接，所述检测控制端与所述放电控制端或者充电控制端电连接；

所述电池保护模块还包括电压极性匹配单元，所述电压极性匹配单元与所述第一参考输出端电连接；

其中，当所述电流采样端的电压为负压时所述电压极性匹配单元用于使第一参考输出端的电压为负压，当所述过流保护单元检测电流采样端的电压为正压时所述电压极性匹配单元使所述第一参考输出端的电压为正压；

当所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述放电控制端控制所述第二开关管组断开或者所述充电控制端控制所述第一开关管组断开，其中，N为正整数。

7.如权利要求6所述的电池保护装置，其特征在于，所述电压极性匹配单元包括负压产生单元、第二恒流产生单元、充/放电比较器、充电开关和放电开关，其中，所述负压产生单元用于产生负压，所述负压产生单元与第二恒流产生单元的一端电连接，所述第二恒流产生单元的另一端与充电开关的一端电连接，所述充电开关的另一端与所述第一参考输出端电连接，所述充电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述第一参考输出端还与所述放电开关的一端电连接，所述放电开关的另一端与第一恒流产生单元电连接，所述放电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述充/放电比较器的一个输入端接地，另一个输入端与所述电流采样端电连接，其中，当充电开关导通时所述放电开关断开，所述放电开关导通时所述充电开关断开。

8.如权利要求2所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括第一检测开关管组和第二检测开关管组，其中，所述第一检测开关管组包括所述第一检测连接端、第一中间连接端、第一检测控制端，所述第二检测开关管组包括所述第二检测连接端、第二中间连接端、第二检测控制端，所述第一检测连接端与所述第一主连接端电连接，所述第一中间连接端与所述第二中间连接端电连接，所述第一检测控制端、所述第二检测控制端均与充电控制端或者放电控制端电连接或者所述第一检测控制端、所述第二检测控制端分别与充电控制端、放电控制端电连接或者所述第一检测控制端、所述第二检测控制端分别与放电控制端、充电控制端电连接；

所述电池保护模块还包括单一极性转换单元，所述单一极性转换单元一端与所述电流采样端电连接，所述单一极性转换单元另一端与所述过流保护单元电连接，当所述电流采样端的电压为正压或者负压时所述单一极性转换单元将所述电流采样端的电压转换为与所述第一参考输出端的电压极性一致的电压给所述过流保护单元；

当所述过流保护单元判断所述单一极性转换单元输送过来的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述放电控制端控制所述第二开关管组断开或者所述充电控制端控制所述第一开关管组断开，其中，N为正整数；

其中，所述电流采样端的电压为正压时所述第一参考输出端的电压极性与所述电流采样端的电压为负压时所述第一参考输出端的电压极性相同。

9.如权利要求1所述的电池保护装置，其特征在于，

所述主开关单元包括主开关管组，其中，所述主开关管组包括所述第一主连接端、所述第二主连接端、所述主控制端；

所述主开关管组还包括放电体二极管、充电体二极管，其中，所述放电体二极管的阴极与第一主连接端电连接，所述充电体二极管的阳极与放电体二极管的阳极电连接，所述充电体二极管的阴极与第二主连接端电连接；

还包括偏置单元，其分别与所述主开关管组的第一主连接端、第二主连接端电连接，所述偏置单元还与所述放电体二极管的阳极或者所述充电体二极管的阳极电连接，所述偏置单元用于控制主开关管组的衬底偏置状态。

10.如权利要求9所述的电池保护装置，其特征在于，所述偏置单元包括放电子开关和充电子开关，所述放电子开关的一端与所述第二主连接端电连接，所述放电子开关的另一端与所述充电体二极管的阳极电连接，所述充电子开关的一端与所述第一主连接端电连接，所述充电子开关的另一端与所述充电体二极管的阳极电连接，所述过流保护单元用于控制所述充电子开关和所述放电子开关的通断，其中，当所述充电子开关导通时所述放电子开关断开，当所述放电子开关导通时所述充电子开关断开。

11.如权利要求9所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；

当所述电流采样端的电压为正压且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数。

12.如权利要求9所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；

当所述电流采样端的电压为负压且所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数。

13.如权利要求12所述的电池保护装置，其特征在于，所述电池保护模块还包括负压产生单元，所述负压产生单元与所述第一参考输出端电连接，所述负压产生单元用于使所述第一参考输出端的电压为负压。

14.如权利要求9所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；

所述电池保护模块还包括电压极性匹配单元，所述电压极性匹配单元与所述第一参考输出端电连接；

其中，当所述电流采样端的电压为负压时所述电压极性匹配单元用于使第一参考输出端的电压为负压，当所述电流采样端的电压为正压时所述电压极性匹配单元用于使所述第一参考输出端的电压为正压；

当所述过流保护单元判断电流采样端的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数。

15.如权利要求14所述的电池保护装置，其特征在于，所述电压极性匹配单元包括负压产生单元、第二恒流产生单元、充/放电比较器、充电开关和放电开关，其中，所述负压产生单元用于产生负压，所述负压产生单元与第二恒流产生单元的一端电连接，所述第二恒流产生单元的另一端与充电开关的一端电连接，所述充电开关的另一端与所述第一参考输出端电连接，所述充电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述第一参考输出端还与所述放电开关的一端电连接，所述放电开关的另一端与第一恒流产生单元电连接，所述放电开关的控制端与所述充/放电比较器的输出端电连接，所述充/放电比较器的一个输入端接地，另一个输入端与所述电流采样端电连接，其中，当充电开关导通时所述放电开关断开，所述放电开关导通时所述充电开关断开。

16.如权利要求9所述的电池保护装置，其特征在于，所述检测开关单元包括检测开关管组，所述检测开关管组包括所述第一检测连接端、第二检测连接端和检测控制端，且所述第一检测连接端与所述第一主连接端或者所述第二主连接端电连接；

所述电池保护模块还包括单一极性转换单元，所述单一极性转换单元一端与所述电流采样端电连接，所述单一极性转换单元另一端与所述过流保护单元电连接，当所述电流采样端的电压为正压或者负压时所述单一极性转换单元将所述电流采样端的电压转换为与所述第一参考输出端的电压极性一致的电压给所述过流保护单元；

当所述过流保护单元判断所述单一极性转换单元输送过来的电压大于或等于N倍所述第一参考输出端的电压时所述开关控制端控制所述主开关管组断开，其中，N为正整数；

其中，所述电流采样端的电压为正压时所述第一参考输出端的电压极性与所述电流采样端的电压为负压时所述第一参考输出端的电压极性相同。

17.如权利要求1-7、9-16任意一项所述的电池保护装置，其特征在于，所述主开关单元和所述检测开关单元均分别包括MOS管，所述MOS管为沟槽式金属氧化物半导体。

18.如权利要求1、8-16任意一项所述的电池保护装置，其特征在于，所述主开关单元和所述检测开关单元均分别包括MOS管，所述MOS管为横向金属氧化物半导体。

19.一种电池组件，其特征在于，包括：

电池；

如权利要求1-18任意一项所述的电池保护装置，其中，所述电池保护装置的第一电源端、第二电源端分别与电池电连接。

20.一种终端，其特征在于，包括：

负载；

如权利要求19所述的电池组件；

其中，所述电池经由所述电池保护装置控制向所述负载供电。