CN113595181B - 充电器检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池的保护技术领域，尤其涉及一种充电器检测电路，在充电器的VM端和充电检测电路之间增加深N阱NMOS管NM0、第二电阻R2，深N阱NMOS管NM0的源极经第一电阻R1与VM连接，第二电阻R2连接在深N阱NMOS管NM0的衬底与VM端之间。本发明在充电器的VM端和充电检测电路之间增加一个深N阱NMOS管和两个限流电阻，利用深N阱NMOS结构特性以及PN结导通特性，降低充电器异常时检测电路栅极电压，增加保护功能，防止出现栅极击穿，同时在工作状态，以及休眠状态但无充电器接入时，不消耗功耗。

Description

充电器检测电路
技术领域
本发明涉及电池的保护技术领域，尤其涉及一种充电器检测电路。
背景技术
如图3所示，通过检测VDD和VM电压，对电池电压和流经电池的电流大小进行监测，在必要时切断充电或者放电回路，从而起到对电池的保护作用。当电池电压过低，将电池放电回路切断，若无充电器接入，充电器检测电路进入低功耗休眠模式，VM端口电压上拉至VDD，等待充电器接入。当接入充电器时，VM降至低电平，充电器检测电路检测到信号变化，从而唤醒，离开休眠模式，回到工作状态。
充电器检测电路原理如图4，将VM连接MOS管栅极，利用接入充电器后VM电位变化来进行充电器检测，但当充电器出现异常，比如充电器反接时，VM的电压值相当于2倍VDD，这种检测方法要求MOS管有很高的栅源极或栅漏极击穿电压，会增加电路成本，否则会出现MOS管击穿；或者将VM接在源极或漏极，利用VM电位变化导通MOS管，这种检测方法，当发生反接时，除栅源极或栅漏极击穿外，VM的变化也极易产生异常输出信号，开始检测。同时原始接法也会在工作状态消耗功耗。
发明内容
本发明提供了一种充电器检测电路，降低充电器异常时检测电路栅极电压，增加保护功能，防止出现栅极击穿，同时在工作状态，以及休眠状态但无充电器接入时，不消耗功耗。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：充电器检测电路，在充电器的VM端和充电检测电路之间增加深N阱NMOS管NM0和第二电阻R2，第二电阻R2连接在深N阱NMOS管NM0的衬底与VM端之间。
作为本发明的优化方案，充电器检测电路还包括第一PMOS管PM1、第一NMOS管NM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，第一PMOS管PM1的漏极与第一NMOS管NM1的漏极相连，第一PMOS管PM1的栅极和第一NMOS管NM1的栅极连接，第二PMOS管PM2的源极与第一PMOS管PM1的漏极相连，第二PMOS管PM2的漏极与深N阱NMOS管NM0的漏极相连，第三PMOS管PM3的源极与第一PMOS管PM1的漏极相连，第三PMOS管PM3的栅极与第二NMOS管NM2的栅极均与深N阱NMOS管NM0的衬底相连，第三PMOS管PM3的漏极与第二NMOS管NM2的漏极相连，第三NMOS管NM3的漏极与第三PMOS管PM3的漏极相连。
作为本发明的优化方案，充电器检测电路还包括第一电阻R1，第一电阻R1连接在深N阱NMOS管NM0的源极与VM端之间。
本发明具有积极的效果：1)本发明在充电器的VM端和充电检测电路之间增加一个深N阱NMOS管和两个限流电阻，利用深N阱NMOS结构特性以及PN结导通特性，降低充电器异常时检测电路栅极电压，增加保护功能，防止出现栅极击穿，同时在工作状态，以及休眠状态但无充电器接入时，不消耗功耗
2)本发明增加充电器异常反接保护功能，在实现保护功能的基础上，没有增加特殊耐压器件，降低了成本，并且在正常状态下无需功耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的电路图；
图2是深N阱NMOS管的内部结构图；
图3是充电检测电路的检测原理图；
图4是充电检测电路的电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种充电器检测电路，在充电器的VM端和充电检测电路之间增加深N阱NMOS管NM0和第二电阻R2，第二电阻R2连接在深N阱NMOS管NM0的衬底与VM端之间。
充电器检测电路还包括第一PMOS管PM1、第一NMOS管NM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，第一PMOS管PM1的漏极与第一NMOS管NM1的漏极相连，第一PMOS管PM1的栅极和第一NMOS管NM1的栅极连接，第二PMOS管PM2的源极与第一PMOS管PM1的漏极相连，第二PMOS管PM2的漏极与深N阱NMOS管NM0的漏极相连，第三PMOS管PM3的源极与第一PMOS管PM1的漏极相连，第三PMOS管PM3的栅极与第二NMOS管NM2的栅极均与深N阱NMOS管NM0的衬底相连，第三PMOS管PM3的漏极与第二NMOS管NM2的漏极相连，第三NMOS管NM3的漏极与第三PMOS管PM3的漏极相连。
其中，第一PMOS管PM1、第一NMOS管NM1、第二PMOS管PM2，来控制整个充电器检测电路的电源输入；
深N阱NMOS管NM0、第一电阻R1、第二电阻R2在充电器异常连接时，使得VM与GND、VDD之间存在可控的放电通路，让VM通过第二电阻R2到达第三PMOS管PM3、第二NMOS管NM2栅极时的电压＝VDD+Vpn，不至于让第三PMOS管PM3、第二NMOS管NM2两个低压器件发生栅极击穿现象，充电器正常连接时，或者其它正常工作情况下，深N阱NMOS管NM0内部的放电通路关闭第二电阻R2基本无电流，第三PMOS管PM3、第二NMOS管NM2的栅极电压等于VM电压值；
第三PMOS管PM3、深N阱NMOS管NM0根据VM变化输出OUT，只有当正确接入充电器时，输出OUT从0→1，其它情况均输出0。
整个电路除VDD，GND外，有三个输入输出PIN，
输入PIN：连接SIGNAL(来自充电器检测电路外部)；
输入PIN：连接VM；
输出PIN：连接OUT；
正常情况下，进入休眠模式后，整个电路停止工作，控制信号SIGNAL由1→0，VM点电压上拉至VDD，充电器检测输出保持低电平，当接入充电器后，VM电位突变至低电位，充电器检测电路输出高电平(代表充电器接入)，内部接收部分接收到检测信号后，整个电路唤醒；当发生充电器反接时，VM部分增加的深N阱NMOS管NM0内部放电通路开启，VM经过电阻分压后，最后到达检测电路PMOS管栅极时，电压已降至VDD+Vpn，检测电路输出保持低电平，不会输出充电器正常接入的高电平信号，且栅极电压也不会造成PMOS管击穿，可保护检测电路
如图3，正常工作状态时，SIGNAL信号＝1，VDDH＝GND，充电器检测电路不工作，正常工作与正常接入充电器情况下，VM变化范围在-1V～VDD，由于深N阱NMOS管NM0始终导通，且无电流，则VD＝VB＝VS＝VM，且第三PMOS管PM3、NMOS管NM2的栅极电压＝VB＝VM，不会出现栅极击穿情况，充电器检测电路输出始终为0；
进入低功耗模式后，SIGNAL信号由1→0，VM上拉至VDD，充电器检测电路开始工作，由于VM＝VDD，深N阱NMOS管NM0截止，无电流通过，当正常接入充电器后，VM降至低电平，VB＝VM，OUT由0→1，表示正常接入充电器，离开休眠状态；
当充电器反接时，VM电压值约为2*VDD，VM>>VDD，深N阱NMOS管NM0内部结构如图2，此时从B到DNW的内部PN结导通，从深N阱NMOS管NM0的B端(经电阻连接VM端)经DNW(连接VDD)流入VDD，由于PN结导通压差固定，VB处电压始终＝VDD+Vpn，VGS＝VB＝VDD+Vpn，小于Vgs击穿电压，第一电阻R1起限流作用，同时充电器检测输出仍为1，表示无正常充电器接入；第二电阻R2在反接时，限制从VM经深N阱NMOS管NM0、第二PMOS管PM2的源漏极，经VDDH到GND电流大小。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.充电器检测电路，其特征在于：在充电器的VM端和充电检测电路之间增加深N阱NMOS管NM0和第二电阻R2，第二电阻R2连接在深N阱NMOS管NM0的衬底与VM端之间；
充电器检测电路还包括第一PMOS管PM1、第一NMOS管NM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第二NMOS管NM2和第三NMOS管NM3，第一PMOS管PM1的漏极与第一NMOS管NM1的漏极相连，第一PMOS管PM1的栅极和第一NMOS管NM1的栅极连接，第二PMOS管PM2的源极与第一PMOS管PM1的漏极相连，第二PMOS管PM2的漏极与深N阱NMOS管NM0的漏极相连，第三PMOS管PM3的源极与第一PMOS管PM1的漏极相连，第三PMOS管PM3的栅极与第二NMOS管NM2的栅极均与深N阱NMOS管NM0的衬底相连，第三PMOS管PM3的漏极与第二NMOS管NM2的漏极相连，第三NMOS管NM3的漏极与第三PMOS管PM3的漏极相连。
2.根据权利要求1所述的充电器检测电路，其特征在于：充电器检测电路还包括第一电阻R1，第一电阻R1连接在深N阱NMOS管NM0的源极与VM端之间。
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