CN114268078B - 电池保护电路和电池保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池保护电路和电池保护系统，该电池保护电路包括控制电路、电池串、氮化镓场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、热敏电阻，控制电路的第一引脚通过第一电阻连接氮化镓场效应管的漏极；控制电路的第二引脚通过第三电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第三引脚连接氮化镓场效应管的栅极，其第三引脚通过第二电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第四引脚通过第五电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第五引脚通过热敏电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第六引脚通过第四电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的引脚串连接电池串。本申请实施例能够降低电池保护电路成本。

Description

电池保护电路和电池保护系统

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体涉及一种电池保护电路和电池保护系统。

背景技术

目前，锂电池保护电路中依靠控制MOSFET的可控的正向导通和MOSFET自身存在的反向体二极管特性，利用两个MOSFET形成对管实现对锂电池的充电和放电的控制。当电池处于过放电或者放电过电流状态时，且此时检测到充电器插入，系统控制放电的MOSFET关闭，控制充电的MOSFET开启，充电回路依靠充电MOSFET和放电MOSFET的体二极管进行充电。当电池处于过充电或者充电过流时，控制放电的MOSFET开启，控制充电的MOSFET关闭，充电回路依靠放电MOSFET和充电MOSFET的体二极管进行放电，该锂离子电池保护电路中需要使用两个MOSFET形成对管实现对电池的充电和放电的控制，造成电路面积增加，需要更多的控制引脚功能。再加上MOSFET的反向导通依靠体二极管，该二极管存在一定的反向恢复，当处于短路状态时，损耗非常大，造成更多的电路自耗能。

发明内容

本申请实施例提供了一种电池保护电路和电池保护系统，能够降低电池保护电路的成本以及自能耗。

第一方面，本申请实施例提供一种电池保护电路，所述电池保护电路包括控制电路、电池串、氮化镓场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、热敏电阻，所述电池串包括至少一个电池，其中，

所述控制电路的第一引脚通过所述第一电阻连接所述氮化镓场效应管的漏极；

所述控制电路的第二引脚通过所述第三电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第三引脚连接所述氮化镓场效应管的栅极，以及所述第三引脚通过所述第二电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第四引脚通过所述第五电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第五引脚通过所述热敏电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第六引脚通过所述第四电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的引脚串连接所述电池串，所述引脚串中的引脚与所述电池串中的电池一一对应；所述电池串还用于连接负载接入正极端口和负载接入负极端口。

第二方面，本申请实施例提供一种电池保护系统，该电池保护系统包括如第一方面所描述的电池保护电路和充电设备，所述充电设备包括充电器或者适配器。

实施本申请实施例，具备如下有益效果：

可以看出，本申请实施例中所描述的电池保护电路和电池保护系统，该电池保护电路包括控制电路、电池串、氮化镓场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、热敏电阻，电池串包括至少一个电池，其中，控制电路的第一引脚通过第一电阻连接氮化镓场效应管的漏极；控制电路的第二引脚通过第三电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第三引脚连接氮化镓场效应管的栅极，以及第三引脚通过第二电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第四引脚通过第五电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第五引脚通过热敏电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的第六引脚通过第四电阻连接氮化镓场效应管的源极；控制电路的引脚串连接电池串，引脚串中的引脚与电池串中的电池一一对应；电池串还用于连接负载接入正极端口和负载接入负极端口，由于使用一个GaN FET替代两个MOSFET形成对管的电路并应用于锂电池保护电路中，即节省电路成本，又能够提供更有效的控制功能，减小电路的自耗能。

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是本申请实施例提供的一种电池保护电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种电池保护电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种电池保护电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种电池保护电路的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种电池保护电路的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种电池保护电路的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种电池保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为了本技术领域人员更好理解本申请的技术方案，下面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，所描述的实施例仅是本申请的部分实施例，而并非全部的实施例。基于本申请实施例的描述，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，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单元的过程、方法、软件、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是还包括没有列出的步骤或单元，或还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图对本申请实施例进行介绍，附图中相交导线的交叉处有圆点表示导线相接，交叉处无圆点表示导线不相接。

为了更好地理解本申请实施例的方案，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种电池保护电路的结构示意图，如图所示，所述电池保护电路包括控制电路IC、电池串（C1、C2、…、Cn）、氮化镓场效应管（Q1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、热敏电阻（NTC），所述电池串包括至少一个电池，其中，

所述控制电路IC的第一引脚P1通过所述第一电阻R1连接所述氮化镓场效应管Q1的漏极D；

所述控制电路IC的第二引脚P2通过所述第三电阻R3连接所述氮化镓场效应管Q1的源极S；

所述控制电路IC的第三引脚P3连接所述氮化镓场效应管Q1的栅极G，以及所述第三引脚P3通过所述第二电阻R2连接所述氮化镓场效应管Q1的源极S；

所述控制电路IC的第四引脚P4通过所述第五电阻R5连接所述氮化镓场效应管Q1的源极S；

所述控制电路IC的第五引脚P5通过所述热敏电阻NTC连接所述氮化镓场效应管Q1的源极S；

所述控制电路IC的第六引脚P6通过所述第四电阻R4连接所述氮化镓场效应管Q1的源极S；

所述控制电路IC的引脚串连接所述电池串，所述引脚串（P71-P7n）中的引脚与所述电池串中的电池一一对应；所述电池串还用于连接负载（Rload）接入正极端口（PACK+）和负载接入负极端口（PACK-）。

本申请实施例中，为了解决减少MOSFET数量以减少板级尺寸，利用氮化镓场效应管（GaN FET）具有的可控双向导通能力，且没有MOSFET的体二极管特性，及更好的耐高温特性及更小的物理尺寸等优点，且由于使用一个GaN FET替代两个MOSFET形成对管的电路并应用于锂电池保护电路中，即节省电路成本，又能够提供更有效的控制功能，减小电路的自耗能。

进一步的，如图2所示，所述控制电路包括控制逻辑单元，以及与所述控制逻辑单元连接的栅极驱动单元、电流监测单元、电压监测单元、电压检测单元、供电管理单元。

其中，控制逻辑单元用于实现对栅极驱动单元、电流监测单元、电压监测单元、电压检测单元、供电管理单元进行逻辑控制，控制逻辑单元可以包括处理器或者控制芯片。

其中，栅极驱动单元用于实现对氮化镓场效应管的栅极进行驱动。

其中，电流监测单元用于实现电流监测，例如，监测电流是否正常，还可以监测是否过充电电流或者过放电电流等等，在此不做限定。当然，电流监测单元还可以监测控制电路中的各个模块或者部件的电流。

其中，电压监测单元用于实现电压监测，例如，监测电压是否正常，还可以监测是否过充电电压或者过放电电压等等，在此不做限定。当然，电压监测单元还可以监测控制电路中的各个模块或者部件的电压。

其中，电压检测单元用于通过电压检测，实现确定充电器是否插入。

其中，供电管理单元，用于实现供电控制。

其中，本申请实施例中，氮化镓场效应管也可以表示为GaN FET。

具体实现中，电池保护电路可以利用GaN FET的可控反向导通特性，仅使用单个GaN FET场效应管即可实现分别对充电和放电的控制。GaN FET的开启和关闭取决于系统中多个状态的组合，如下表所示：

系统状态	适配器状态	电池状态	GaN状态
				充电	插入	正常	打开
充电	插入	过充	关闭
				充电	插入	过流	关闭
充电	插入	过放	打开
				放电	无	正常	打开
放电	无	过放	关闭
				放电	无	过流	关闭
放电	无	过充	打开

其中，状态组合可以作为系统判断对GaN FET的开启和关闭，以保证对电池及系统的有效保护，该保护包括过充电电流、过充电电压、过放电电压、过放电电流、温度异常等情况下系统智能的做出相应的保护措施，达到保护电池、电路、负载以及人身安全。

可选的，如图2所示，所述电压监测单元包括：选择器（MUX）、配置值选择模块、功能选择模块、模数转换电路ADC，其中，所述选择器连接各个电池、所述功能选择模块、所述配置值选择模块、以及所述模数转换电路ADC，且通过该模数转换电路连接所述控制逻辑单元。

其中，配置值选择模块，用于实现输入具体的值，配置值选择模块可以包括以下至少一种：物理按键、虚拟按键、鼠标等等，在此不做限定。

其中，选择器（MUX）用于实现功能切换。MUX选择为逻辑控制的一部分电路，MUX通过配置值来选择检测哪一路的电池节点，该选择可以是自当的循环检测，即每隔N秒钟循环检测依次所有电池节点电压，实时有效的将测电池状态。

其中，功能选择模块用于实现功能选择。

其中，模数转换电路ADC用于实现模数转换功能。具体可以为第二数模转换电路用于检测选择的电池节点的电压。

本申请实施例，能够有效的应用于单节锂电池保护电路中，尤其对单节锂电池的保护更具有保护意义。电池保护电路可以包括电池保护系统。

可选的，如图3所示，所述栅极驱动单元可以包括：升压电路、设置单元、校准单元和反相器，其中，所述设置单元连接所述校准单元，所述校准单元连接所述第三引脚P3以及通过可变电阻接入所述升压电路，所述反相器的输入端连接所述升压电路以及输出端连接所述第三引脚P3。设置单元用于实现驱动参数（配置值）设置。驱动参数可以包括以下至少一种：电压、电流、功率等等，在此不做限定。

具体实现中，第三引脚P3还通过第六电阻连接氮化镓场效应管Q1，系统中的栅极驱动单元所连接的第二电阻R2能够有效的防止GaN FET场效应管的栅极电压的干扰和异常跳变，为了防止GaN FET在跳变时的浮空及过早开启等异常，电路中保证了GaN FET能够正常工作，防止异常发生导致GaN FET的烧毁从而导致整个系统发生灾难性损失。

其中，升压电路可以用于保证将单节电池的电压（一般为4.2V，不同的电池型号会有差异），进而，能够有效的驱动GaN FET工作在最优条件下。即起到保护GaN FET作用，有保证GaN FET在最好的工作条件，降低系统的耗能。

具体实现中，GaN FET对于栅极到原理电压有严格要求，一般需求稳定在-4~6V之间，但正向导通以5V为基准，太大导致GaN FET的烧毁，偏小影响导通能力，导通阻抗也会增加，从而使自耗能更加。因此，系统专为GaN FET设计了G_Drv电路保证其工作在最佳状态。电路中包括了设置、反馈、校准、升压电路、缓冲器等单元。

其中，上述设置单元可以允许为不同的GaN FET设置不同的驱动电压，当设置单元的设置电压被使能后，升压电路可以根据设置从第一节电池的正极获取电压并输出电压，这样保证了对单节锂电池应用时电路的合理设计。

其中，反相器可以获取输出电压后与设置单元的设置电压进行比对操作，并通过校准单元重新给升压电路单元进行调整，以期获得更准确的输出电压。

当栅极驱动单元处于校准和转换期间，为了防止GaN FET的栅极由于没有稳定的驱动而波动造成GaN FET的毁坏，通过第二电阻R2钳制输出为低电压，保证GaN FET处于关闭状态，保护系统的安全。

当栅极驱动单元正常运行时，为了防止栅极驱动单元因GaN FET栅极驱动电流过大导致栅极到源极的漏电流发生，通过第六电阻有效的进行了保护。

可选的，如图4所示，所述电压检测单元包括第一比较器CMP，所述电压检测单元用于通过所述第一电阻R1采集所述负载接入负极端口的电压值，通过所述第一比较器CMP将该电压值与基准电压Vref进行比较，得到比较结果，并基于该比较结果确定充电器的插入状态。上述基准电压由内部禁带宽度（band gap）产生，然后经过电压调整电路产生不同的电压输出。电压检测单元还可以包括用于配置电压配置值的功能模块，其用于实现电压配置。

具体实现中，为了更好的断定充电器的插入、存在和拔出，系统中通过第一电阻R1进行判断。同时通过该第一电阻R1判断插入的充电器是否异常，负载是否异常。充电器的状态对于决定系统状态起到决定性作用。

具体实现中，当PACK+和PACK-端口上没有充电器插入时，第一电阻R1采样PACK-端电压，经过电压检测单元的内部电路的第一比较器CMP与基准电压Vref比较后，若结果为高电平，此时，可以认为没有充电器插入，控制逻辑单元中将不会有充电器插入状态标记。而当，第一电阻R1采样PACK-端电压，经过电压检测单元的内部电路的第一比较器CMP与基准电压Vref比较后，若结果为高低电平，说明此时有充电器插入，控制逻辑单元将标记充电器插入状态，供系统正确的决断出GaN FET的开启或者关闭状态。

具体实现中，由于负载的带入和第五电阻R5的存在，在没有插充电器时，PACK-端电压会被抬升，系统将检测到PACK-为高电平，若充电器插入后，PACK-端会被置为低电平，因此，通过判断PACK-端电压可以判断充电器是否存在，然后，可以根据上表中的几种逻辑状态最终决定GAN FET是否被打开。

进一步的，如图5所示，所述电流监测单元包括：恒流源电路和逻辑控制与电流监测单元，所述逻辑控制与电流监测单元的电压输出端连接所述恒流源电路的输入端，所述逻辑控制与电流监测单元的电压输入端连接所述第二引脚，所述恒流源电路的输出端连接所述第二引脚。图5中，OutI为恒流源输出，InV为电压检测输入。

具体实现中，系统为了有效的控制充电电流及放电是否存在异常状态，系统中使用Rp电路实现对电流的检测，从而实现控制充电电流及放电异常。当异常来临时，系统能够及时有效的对GaN FET做出响应，关断电路通路，以达到保护系统的作用。

本申请实施例中，则系统可以间歇的、脉冲式采样最大电池串电压及流经第三电阻R3的电流，当未检测到充电器插入时，可以判断该电流有效的保证电池串不会工作与过放电或者过电流状态。当充电器插入时，通过第三电阻R3有效的检测充电电流，保证充电电流在正常的工作状态。若以上情况检测到异常状态，系统能够及时的通过检测到的状态对GaN FET做出正确的反应，以保证系统的安全性。

进一步的，本申请实施例中，热敏电阻NTC可以用于检测系统温度提供决断是否因为温度而改变充放电方式及进入异常温度保护模式。进而，能够有效的温度保护能够系统的安全，防止因温度造成系统崩溃甚至危害到用户的人身安全。

热敏电阻NTC中采用了热敏电阻作为温度测量的基础器件，通过外部温度测量引脚ETD进行采样，当温度异常时，热敏电阻阻值会发生改变，因此采集流经热敏电阻的电流即可确定温度范围，从而给系统决断是否存在温度异常情况发生，并及时给出对GaN FET的开启或者关闭的指令。

进一步的，可选的，如图6所示，所述逻辑控制与电流监测单元的电压输入端连接所述第六引脚P6，所述恒流源电路的输出端连接所述第六引脚。

具体实现中，逻辑控制与电流检测单元中逻辑控制只要实现对电池节点的选择。电流监测用于当前选择的电池节点电压检测。由于系统中可能存在多节电池，因此，对每节电池Cx的正极进行放电流检测，然后检测每个节点的放电电流获取每节电池的电压值。另外该逻辑控制与电流检测单元还能够检测某一节的电池节点上是否由异常放电情况，比如，电池内短路造成的电池异常放电，该电源也能有效的检测出来。

其中，系统通过第六引脚P6（IDETECT引脚）上的第四电阻R4实现对电池端状态的判断。通过采集电池端的对地电流，反馈电池端的过流或者电路异常。这样能够有效的保护电池和系统的安全，保证用户的人身和财产安全。

具体实现中，系统间歇的、脉冲式、轮询触发采集每节电池流经第四电阻R4中的电流（不同的电池该电流值有所不同），以确保每节电池的状态，该状态包括了电压的过充和欠压、电流过流、电池损耗等。

具体实现中，系统还可以支持对多串电池进行充放电管理，由于GaN FET的S端通过第五电阻R5连接到地，因此，可用电池串的个数取决于采用的GaN FET的DS间最大的耐压，R5的电阻范围可以为1~10mOHm。

具体实现中，当系统中只有一节锂电池被应用，由于锂电池最大电压小于5V，因此对于GaN FET的栅极驱动是不满足的，则会造成GaN FET的开启电压较小而增大导通阻抗，增加了系统的自耗能，因此在实际使用中，需要对栅极驱动做升压和滤波处理，保证GaNFET的稳定运行。

具体实现中，GaN FET的导通依靠Gate-Source端电压VGS，使D和S端形成电流通路，因而使D到S或者S到D端通过载流子形成电流。那么什么时候开启或者关闭GaN FET需要在多个状态下进行决断。而GaN FET的VGS规定范围：-4V<VGS <6V，对于用于低端驱动电路，Gate Driver 输出保持在5V即可以实现对GaN的控制。系统等状态之间关系及控制方式描述如上表所示，不再赘述。

进一步的，如图7所示，电池保护系统可以包括电池保护电路和充电设备，该充电设备可以为充电器或者适配器。基于该电池保护系统，可以存在如下八种情形，具体见下述内容。

可选的，电池保护系统用于实现如下功能：

当充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，若检测所述电池处于正常状态，所述氮化镓场效应管的栅极和源极施加大于开启电压的电源，所述氮化镓场效应管的漏极和源极之间导通，所述电池保护电路开始为电池进行充电，且电流由源极流向漏极；

或者，

当所述充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，当检测到所述电池电压被充电到过充判断电压时，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为0V，所述氮化镓场效应管通路被关闭，充电被停止；

或者，

当所述充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，当检测到充电电流大于充电允许的最大电流时，所述氮化镓场效应管将栅极G和源极S之间的电压置为0V；

或者，

当所述充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，当检测到电池电压低于电池低电电压，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为5V，以保证大于所述氮化镓场效应管的开启电压，所述氮化镓场效应管通路被打开，给电池进行充电。

具体实现中，第一种情形，当充电器通过电池保护电路给电池进行充电时，系统检测电池端处于正常状态，此时，可以给GaN FET的栅极和源极施加大于开启电压的电源（输出电平在5V左右），GaN FET的漏极和源极之间导通，电路开始为电池进行充电，电流由源极S流向漏极D。

具体实现中，第二种情形，当充电器通过给电池保护电路给电池进行充电时，当系统检测到电池电压被充电到过充判断电压时，为了保护电池安全，系统将栅极G和源极S之间的电压置为0V，此时GaN FET通路被关闭，充电被停止。此时，漏极D和源极S间无电流通过，系统处于依靠充电器进行供电，电池端处于被旁置中。而当所有电池电压都在过充恢复电压以下时；或者所有电池电压都在过充触发电压以下，并且第一引脚检测到电压大于1/40×系统供电电压时，GaN FET再次被打开，继续给电池充电。

具体实现中，第三种情形，当充电器通过电池保护电路给电池进行充电时，当检测电路中充电电流大于充电允许的最大电流时，此时为了保护电池安全，系统将栅极G和源极S之间的电压置为0V，此时GaN FET通路被关闭，充电被停止。此时，漏极D和源极S间无电流通过，系统处于依靠充电器进行供电，电池端处于被旁置中。而当系统通过VMN端子检测到充电器被去除时，GaN FET再次被打开，此时电池负责给负载进行供电。

具体实现中，第四种情形，当充电器通过电池保护电路给电池进行充电时，当检测电路检测到电池电压低于电池低电电压（表明电池处于过放电状态），此时，为了保证电池健康，系统将栅极G和源极S之间的电压置为5V（大于GaN FET的开启电压），此时GaN FET通路被打开，开始给电池进行充电。此时，电流从源极S流向漏极D，系统处于依靠此时电池负责给负载进行供电。

进一步的，可选的，电池保护系统用于实现如下功能：

当所述电池保护电路中不存在所述充电器给电池进行充电时，在所述电池处于正常状态，所述氮化镓场效应管将栅极和源极施加大于开启电压的电源，所述氮化镓场效应管的漏极D和源极S之间导通，所述电池保护电路利用所述电池给负载进行放电；

或者，

当所述电池保护电路中不存在所述充电器给电池进行充电时，当检测到所述电池电压低于电池低电电压，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为0V，所述氮化镓场效应管将通路被关闭，放电被停止；

或者，

当所述电池保护电路中不存在所述充电器给电池进行充电时，当检测到所述电池处于过电流状态，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为0V，所述氮化镓场效应管通路被关闭，放电被停止。

具体实现中，第五种情形，当电池保护电路中不存在充电器给电池进行充电时，系统检测电池端处于正常状态，此时，可以给GaN FET的栅极G和源极S施加大于开启电压的电源（输出电平在5V左右），GaN FET的漏极D和源极S之间导通，电池保护电路利用电池给负载进行放电，电流由漏极D流向源极S。

具体实现中，第六种情形，当电池保护电路中不存在充电器给电池进行充电时，当检测电路检测到电池电压低于电池低电电压（表明电池处于过放电状态），此时为了保证电池健康，系统将栅极G和源极S之间的电压置为0V，此时GaN FET通路被关闭，放电被停止。GaN FET的漏极D和源极S之间无电流。此时无法给负载进行供电。此时若VMN端电压低于1.5V时，或者VMN检测到充电期被插入，系统将栅极G和源极S之间的电压置为5V（大于GaNFET的开启电压），GaN FET的漏极D和源极S之间导通，过放电状态被解除，此时电池继续为负载进行供电，电流由漏极D流向源极S。此时急需充电器给电池进行充电。

具体实现中，第七种情形，当电池保护电路中不存在充电器给电池进行充电时，当电流监测单元检测到电池处于过电流状态，此时为了保证电池安全，系统可以将栅极G和源极S之间的电压置为0V，此时，GaN FET通路被关闭，放电被停止。GaN FET的漏极D和源极S之间无电流。此时，无法给负载进行供电。此时，若充电器接入系统，或者，放电电流进入正常电流范围时，系统将栅极G和源极S之间的电压置为5V（大于GaN FET的开启电压），GaN FET的漏极D和源极S之间导通，放电过电流状态被解除，此时，适配器/电池继续为负载进行供电。正常电流范围可以预先设置或者系统默认。

具体实现中，第八种情形，当电池保护电路中不存在充电器给电池进行充电时，当电流监测单元检测到电池处于过充电状态，此时，GaN FET通路被打开，系统将栅极G和源极S之间的电压置为5V（大于GaN FET的开启电压），GaN FET的漏极D和源极S之间导通，电池继续为负载进行放电。当电池电压降低到过充恢复电压时，过充状态被解除，直到电池放电电压低于欠电压低电压时，进入206状态。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路包括控制电路、电池串、氮化镓场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、热敏电阻，所述电池串包括至少一个电池，其中，

所述控制电路的第一引脚通过所述第一电阻连接所述氮化镓场效应管的漏极；

所述控制电路的第二引脚通过所述第三电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第三引脚连接所述氮化镓场效应管的栅极，以及所述第三引脚通过所述第二电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第四引脚通过所述第五电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第五引脚通过所述热敏电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的第六引脚通过所述第四电阻连接所述氮化镓场效应管的源极；

所述控制电路的引脚串连接所述电池串，所述引脚串中的引脚与所述电池串中的电池一一对应；所述电池串还用于连接负载接入正极端口和负载接入负极端口；

其中，所述控制电路包括控制逻辑单元，以及与所述控制逻辑单元连接的栅极驱动单元、电流监测单元、电压监测单元、电压检测单元、供电管理单元；

其中，所述电压检测单元包括第一比较器，所述电压检测单元用于通过所述第一电阻采集所述负载接入负极端口的电压值，通过所述第一比较器将该电压值与基准电压进行比较，得到比较结果，并基于该比较结果确定充电器的插入状态；

其中，所述栅极驱动单元包括：升压电路、设置单元、校准单元和反相器，其中，所述设置单元连接所述校准单元，所述校准单元连接所述第三引脚以及通过可变电阻接入所述升压电路，所述反相器的输入端连接所述升压电路以及输出端连接所述第三引脚；

其中，所述电流监测单元包括：恒流源电路和逻辑控制与电流监测单元，所述逻辑控制与电流监测单元的电压输出端连接所述恒流源电路的输入端，所述逻辑控制与电流监测单元的电压输入端连接所述第二引脚，所述恒流源电路的输出端连接所述第二引脚；

其中，所述逻辑控制与电流监测单元的电压输入端连接所述第六引脚，所述恒流源电路的输出端连接所述第六引脚；

其中，所述电压监测单元包括：选择器、配置值选择模块、功能选择模块、模数转换电路，其中，所述选择器连接各个电池、所述功能选择模块、所述配置值选择模块、以及所述模数转换电路，且通过该模数转换电路连接所述控制逻辑单元；

其中，

当充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，若检测所述电池处于正常状态，所述氮化镓场效应管的栅极和源极施加大于开启电压的电源，所述氮化镓场效应管的漏极和源极之间导通，所述电池保护电路开始为电池进行充电，且电流由源极流向漏极；

或者，

当所述充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，当检测到所述电池电压被充电到过充判断电压时，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为0V，所述氮化镓场效应管通路被关闭，充电被停止；

或者，

当所述充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，当检测到充电电流大于充电允许的最大电流时，所述氮化镓场效应管将栅极G和源极S之间的电压置为0V；

或者，

当所述充电器通过所述电池保护电路给电池进行充电时，当检测到电池电压低于电池低电电压，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为5V，以保证大于所述氮化镓场效应管的开启电压，所述氮化镓场效应管通路被打开，给电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，

当所述电池保护电路中不存在所述充电器给电池进行充电时，在所述电池处于正常状态，所述氮化镓场效应管将栅极和源极施加大于开启电压的电源，所述氮化镓场效应管的漏极D和源极S之间导通，所述电池保护电路利用所述电池给负载进行放电；

或者，

当所述电池保护电路中不存在所述充电器给电池进行充电时，当检测到所述电池电压低于电池低电电压，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为0V，所述氮化镓场效应管通路被关闭，放电被停止；

或者，

当所述电池保护电路中不存在所述充电器给电池进行充电时，当检测到所述电池处于过电流状态，所述氮化镓场效应管将栅极和源极之间的电压置为0V，所述氮化镓场效应管通路被关闭，放电被停止。

3.一种电池保护系统，其特征在于，所述电池保护系统包括如权利要求1或2所描述的电池保护电路和充电设备，所述充电设备包括充电器或者适配器。

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