CN114421433A - 电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路，充电功率开关控制信号产生电路包括：控制器，其用于检测是否允许对电池充电，并输出相应的第一控制信号；第一MOS管，其第一连接端、第二连接端和控制端分别与第一检测端、充电控制端和控制器的输出端相连；第二MOS管，其第一连接端和第二连接端分别与充电控制端和第二检测端相连；开关控制模块，其在控制器控制第一MOS管导通时，控制第二MOS管关断，在控制器控制第一MOS管关断时，其根据时钟信号和第一控制信号控制第二MOS管间歇式导通；负载检测模块，其使能端与时钟信号相连，其用于检测电池两端是否连接有负载。与现有技术相比，本发明可以在出现充电过流时，加快下拉充电功率开关控制信号。

Description

电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路

【技术领域】

本发明涉及电路设计领域，特别涉及一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路。

【背景技术】

请参考图1所示，其为现有技术中的一种电池保护系统的电路示意图。图1所示的电池保护系统包括电池保护电路(或称电池保护芯片)、充电功率开关(或充电功率管)MN5、放电功率开关(或放电功率管)MN4、电阻R和电容C。电池保护电路中需要输出充电功率开关控制信号CO和放电功率开关控制信号DO，来控制电芯BT1的充电和放电。

请参考图2所示，其为现有技术中的一种充电功率开关控制信号CO的驱动电路，具体请参见中国专利申请：CN201210484658.5。对于没有高压隔离NMOS的工艺，采用图2所示电路结构，其可以很好实现CO信号的驱动；对于没有充电过流保护电路的电池保护电路，采用图2所示电路结构，其可以很好工作。但是其存在如下缺点:第一、当电池保护电路需要集成充电过流保护时，图2所示电路导致CO信号下降时间过长，可能导致充电功率管(或充电功率开关)在充电过流状态下，保护太慢，而导致充电功率管损坏；第二、当电路处于正常未保护状态时，电阻R1会消耗电流，导致正常工作电流偏大。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路，其可以在出现充电过流状况时，加快下拉充电功率开关控制信号CO的速度。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种充电功率开关控制信号产生电路，其包括：控制器，其用于检测是否允许对电池充电，并通过其输出端输出相应的第一控制信号；第一MOS管，其第一连接端与第一检测端相连，其第二连接端与充电控制端相连，其控制端与所述控制器的输出端相连；第二MOS管，其第一连接端与所述充电控制端相连，其第二连接端与第二检测端相连；开关控制模块，其在所述控制器控制第一MOS管导通时，控制第二MOS管关断，在所述控制器控制第一MOS管关断时，其根据时钟信号以及所述第一控制信号控制所述第二MOS管间歇式导通；和负载检测模块，其使能端与所述时钟信号相连，其输出端与所述控制器的输入端相连，所述负载检测模块用于检测电池两端是否连接有负载，并将检测结果输出给所述控制器。

进一步的，所述开关控制模块包括：开关；电流源，其输入端经所述开关与所述第一检测端相连，其输出端与第一连接节点相连；偏置电压产生电路，其连接于所述第一连接节点和所述第二检测端之间，其在所述开关导通时在所述第一连接节点产生偏置电压；电容，其一端与所述第一连接节点相连，其另一端与第二检测端相连；漏电支路，其一端与所述第一连接节点相连，其另一端与第二检测端相连，所述漏电支路用于产生漏电流，所述漏电流自所述第一连接节点流向所述第二检测端；逻辑电路，其第一输入端与所述控制器输出的第一控制信号相连，其第二输入端与所述时钟信号相连，其输出端与所述开关的控制端相连，所述逻辑电路基于所述第一控制信号和所述时钟信号输出相应的第二控制信号给所述开关的控制端，以控制所述开关的导通和关断；所述第一连接节点与所述第二MOS管的控制端相连。

进一步的，所述偏置电压产生电路包括连接于所述第一连接节点和所述第二检测端之间的一个或依次串联的多个MOS管，其中，每个MOS管的第一连接端与其控制端相连，其第二连接端与其衬体相连。

进一步的，当检测到允许对电池充电时，所述控制器通过其输出端输出第一控制信号的第一逻辑电平，以控制所述第一MOS管导通；当检测到禁止对电池充电时，所述控制器通过其输出端输出第一控制信号的第二逻辑电平，以控制所述第一MOS管关断；当所述时钟信号为第一逻辑电平时，使能所述负载检测模块工作；当所述时钟信号为第二逻辑电平时，禁止所述负载检测模块工作；当所述第一控制信号为第二逻辑电平且所述时钟信号为第二逻辑电平时，所述逻辑电路输出第二控制信号的第二逻辑电平，以控制所述开关导通；当所述时钟信号为第一逻辑电平或所述第一控制信号为第一逻辑电平时，所述逻辑电路输出第二控制信号的第一逻辑电平，以控制所述开关关断；当所述开关导通时，所述偏置电压产生电路在所述第一连接节点处产生偏置电压，该偏置电压对所述电容充电，以使第二MOS管导通；当所述开关关断时，所述电容经所述漏电支路放电，以使第二MOS管关断。

进一步的，当所述第一控制信号为第二逻辑电平时，所述逻辑控制电路输出的第二控制信号为间歇式第二逻辑电平，以控制所述开关间歇式导通。

进一步的，所述第一MOS管为PMOS晶体管，所述第一MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为PMOS晶体管的源极、漏极和栅极；所述第二MOS管为NMOS晶体管，所述第二MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

进一步的，所述偏置电压产生电路中的MOS管为NMOS晶体管，该MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

进一步的，所述漏电支路包括PMOS晶体管MP2，所述PMOS晶体管MP2的源极、栅极和漏极均与所述第二检测端相连，其衬体与所述第一连接节点相连；所述漏电支路包括二极管，该二极管的负极与所述第一连接节点相连，其正极与所述第二检测端相连；或所述漏电支路包括NPN型三极管，所述NPN型三极管的射极与所述第一连接节点相连，其基极和集电极与第二检测端V相连。

进一步的，所述偏置电压产生电路还包括电阻，所述电阻和所述一个MOS管依次串联于所述第一连接节点和第二检测端之间；或所述电阻和所述多个MOS管依次串联于所述第一连接节点和第二检测端之间。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种电池保护电路，其包括与电池负极相连的第二检测端、与电芯负极相连的第三检测端、与电芯正极相连的第一检测端、与放电功率开关的控制端相连的放电控制端和与充电功率开关的控制端相连的充电控制端，其中，所述放电功率开关和充电功率开关连接于所述第三检测端和第二检测端之间，其还包括充电功率开关控制信号产生电路。所述充电功率开关控制信号产生电路包括：控制器，其用于检测是否允许对电池充电，并通过其输出端输出相应的第一控制信号；第一MOS管，其第一连接端与第一检测端相连，其第二连接端与充电控制端相连，其控制端与所述控制器的输出端相连；第二MOS管，其第一连接端与所述充电控制端相连，其第二连接端与第二检测端相连；开关控制模块，其在所述控制器控制第一MOS管导通时，控制第二MOS管关断，在所述控制器控制第一MOS管关断时，其根据时钟信号以及所述第一控制信号控制所述第二MOS管间歇式导通；和负载检测模块，其使能端与所述时钟信号相连，其输出端与所述控制器的输入端相连，所述负载检测模块用于检测电池两端是否连接有负载，并将检测结果输出给所述控制器。

与现有技术相比，本发明可以在出现充电过流状况时，加快下拉充电功率开关控制信号CO的速度，即减小此时充电功率开关控制信号CO下降的时间，且能保持较低的输出阻抗，同时无需占用面积较大的电阻。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：

图1为现有技术中的一种电池保护系统的电路示意图；

图2为现有技术中的一种充电功率开关控制信号CO的驱动电路；

图3为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第一个实施例中的电路示意图；

图4为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第二个实施例中的电路示意图；

图5为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第三个实施例中的电路示意图；

图6为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第四个实施例中的电路示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。

请结合图1所示，本发明的电池保护系统包括电池电芯BT1、电阻R、电容C、电池保护电路(或电池保护芯片)110、充电功率开关120和放电功率开关130。电阻R和电容C串联于电池电芯BT1的正极B+和负极B-之间，放电功率开关MN4和充电功率开关MN5串联于电池电芯BT1的负极B-和电池的负极P-之间，电池电芯BT1的正极B+直接与电池的正极P+相连。

所述充电功率开关120包括充电开关管和寄生于其体内的二极管(未图示)。其中在本发明的一个实施例中，所述充电开关管为一个NMOS(N-channel Metal OxideSemiconductor)场效应晶体管MN5。所述放电功率开关130包括放电开关管和寄生于其体内的二极管(未图示)，在本发明的一个实施例中，所述放电开关管为NMOS场效应晶体管MN4。NMOS晶体管MN4的漏极和NMOS晶体管MN5的漏极相连，NMOS晶体管MN4的源极与电池电芯的负极B-相连，NMOS晶体管MN5的源极与电池的负极P-相连。

所述电池保护电路110包括三个检测端(或称为连接端)和两个控制端，三个检测端分别为电池电芯正极B+检测端VDD，电池电芯负极B-检测端G和电池负极P-检测端VM，两个控制端分别为充电控制端CO和放电控制端DO。其中，检测端VDD连接于电阻R和电容C之间，检测端G与电池电芯的负极B-相连，检测端VM与电池的负极P-相连，充电控制端CO与充电功率开关120的控制端(即NMOS晶体管MN5的栅极)相连，放电控制端DO与放电功率开关130的控制端(即NMOS晶体管MN4的栅极)相连。

所述电池保护电路110通过控制NMOS晶体管MN4、MN5的导通和关断可以实现对电芯BT1进行充电保护和放电保护。在正常状态时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN4、MN5同时导通，此时既可以充电也可以放电。在充电发生异常时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN5关断，从而切断了充电回路，但仍可以放电。在放电发生异常时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN4关断，从而切断了放电回路，但仍可以充电。

请参考图3所示，其为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第一个实施例中的电路示意图。

如图3所示，本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路包括控制器310、第一MOS管MP1、第二MOS管MN2、反相器INV、开关控制模块320和负载检测模块330。其中，第一检测端VDD为电池保护电路110与电芯正极相连的连接端；第二检测端VM为电池保护电路110与电池负极相连的连接端；第三检测端G为电池保护电路110与电芯负极相连的连接端。

所述第一MOS管MP1的第一连接端与第一检测端VDD相连，其第二连接端与充电控制端CO相连，其控制端与所述控制器310的输出端相连。第二MOS管MN2的第一连接端与充电控制端CO相连，其第二连接端与第二检测端VM相连，其控制端与所述第一连接节点A相连。在图3所示的具体实施例中，所述第一MOS管MP1为PMOS晶体管(P-channel Metal OxideSemiconductor)，所述第一MOS管MP1的第一连接端、第二连接端和控制端分别为PMOS晶体管的源极、漏极和栅极；所述第二MOS管MN2为NMOS晶体管，所述第二MOS管MN2的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

所述控制器310用于检测是否允许对电池充电，并通过其输出端输出相应的第一控制信号NCO。当检测到允许对电池充电时，所述控制器310通过其输出端输出第一控制信号NCO的第一逻辑电平，以控制所述第一MOS管MP1导通；当检测到禁止对电池充电时，所述控制器310通过其输出端输出第一控制信号NCO的第二逻辑电平，以控制所述第一MOS管MP1关断。其中，禁止对电池充电包括电池充电过压和电池充电过流。在图3所示的具体实施例中，所述控制器310的第一电源端与第一检测端VDD相连，其第二电源端与所述第三检测端G相连。所述控制器310根据第一检测端VDD与第三检测端G之间的电压差进行电芯电压检测，当第一检测端VDD与第三检测端G之间的电压差大于过压充电保护阈值(例如+4.375V)时，将充电控制端CO设置为低电平，实现禁止充电；当第一检测端VDD与第三检测端G之间的电压差小于过压放电保护阈值(例如+2.3V)时，将放电控制端DO设置为低电平，实现禁止放电。所述控制器310根据第二检测端VM与第三检测端G之间的电压差进行电芯电流检测，当第二检测端VM与第三检测端G之间的电压差小于过流充电保护阈值(例如-150mV)时，将充电控制端CO设置为低电平，实现禁止充电；当第二检测端VM与第三检测端G之间的电压差大于过流放电保护阈值时(例如+150mV)，将放电控制端DO设置为低电平，实现禁止放电。本发明中，所述控制器310对放电控制端DO的控制属于常规设计，此处不详细描述。当第一检测端VDD与第三检测端G之间的电压差大于过压充电保护阈值(例如+4.375V)时或者当第二检测端VM与第三检测端G之间的电压差小于过流充电保护阈值(例如-150mV)时(即当检测到禁止对电池充电时)，所述控制器310通过其输出端输出第一控制信号NCO的第二逻辑电平。

开关控制模块320在所述控制器310控制第一MOS管MP1导通时，控制第二MOS管MN2关断，在所述控制器310控制第一MOS管MP1关断时，开关控制模块320根据时钟信号CK以及所述第一控制信号NCO控制所述第二MOS管MN2间歇式导通。

负载检测模块330的使能端与所述时钟信号CK相连，其输出端与所述控制器310的输入端相连，所述负载检测模块330用于检测电池两端是否连接有负载，并将检测结果输出给所述控制器310。当所述时钟信号CK为第一逻辑电平时，使能所述负载检测模块330工作；当所述时钟信号CK为第二逻辑电平时，禁止所述负载检测模块330工作。在图3所示的具体实施例中，时钟信号CK与反相器INV的输入端相连，反相器INV的输出端与负载检测模块330的使能端相连，时钟信号CK经过反相器INV产生反相信号NCK，用反相信号NCK去使能负载检测模块330。

在图3所示的实施例中，所述开关控制模块320包括开关S1、电流源I1、电容C1、漏电支路322、偏置电压产生电路324和逻辑电路326。

电流源I1的输入端经所述开关S1与所述第一检测端VDD相连，其输出端与第一连接节点A相连。电容C1的一端与所述第一连接节点A相连，其另一端与第二检测端VM相连。

漏电支路322的一端与所述第一连接节点A相连，其另一端与第二检测端VM相连，所述漏电支路322用于产生漏电流，所述漏电流自所述第一连接节点A流向所述第二检测端VM。在图3所示的具体实施例中，所述漏电支路320包括PMOS晶体管MP2，所述PMOS晶体管MP2的源极、栅极和漏极均与所述第二检测端VM相连，其衬体与所述第一连接节点A相连。

偏置电压产生电路324连接于所述第一连接节点A和所述第二检测端VM之间，其在所述开关S1导通时在所述第一连接节点A产生偏置电压。在图3所示的具体实施例中，偏置电压产生电路324包括连接于所述第一连接节点A和所述第二检测端VM之间的一个或依次串联的多个MOS管，其中，每个MOS管的第一连接端与其控制端相连，其第二连接端与其衬体相连。在一个实施例中，所述偏置电压产生电路中的MOS管为NMOS晶体管，该MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

在图3所示的具体实施例中，所述偏置电压产生电路324包括连接于所述第一连接节点A和所述第二检测端VM之间的依次串联的两个NMOS晶体管MN3和MN1，其中，MOS管MN1和MN3的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极，具体的，NMOS晶体管MN3的漏极和栅极均与所述第一连接节点A相连，且NMOS晶体管MN3的源极与其衬体相连；NMOS晶体管MN1的漏极和栅极均与所述NMOS晶体管MN3的源极相连，且NMOS晶体管MN1的源极与其衬体均与所述第二检测端VM相连。也就是说，在图3所示的具体实施例中，NMOS晶体管MN3和MN1串联，且NMOS晶体管MN3和MN1都采用了栅极与漏极相连的方式。在其他实施例中，可以在所述第一连接节点A和所述第二检测端VM之间连接一个或串联更多的NMOS晶体管，其中，每个NMOS也采用栅极与漏极相连的方式，这样可以为第二MOS管MN2提供更高的偏置电压，这样，第二MOS管MN2输出电阻更低，泄放电流更大，可以实现更快速的下拉充电控制端CO(即更快速放电的效果)。

逻辑电路326的第一输入端与所述控制器310输出的第一控制信号NCO相连，其第二输入端与时钟信号CK相连，其输出端与所述开关S1的控制端相连。所述逻辑电路326基于所述第一控制信号NCO和所述时钟信号CK输出相应的第二控制信号GS1给所述开关S1的控制端，以控制所述开关S1的导通和关断。当所述第一控制信号NCO为第二逻辑电平且所述时钟信号CK为第二逻辑电平时，所述逻辑电路326输出第二控制信号GS1的第二逻辑电平，以控制所述开关S1导通；当所述第一控制信号NCO为第一逻辑电平或所述时钟信号CK为第一逻辑电平时，所述逻辑电路326输出第二控制信号GS1的第一逻辑电平，以控制所述开关S1关断。

其中，时钟信号CK为一个占空比较小的时钟信号(例如占空比为1％，即第二逻辑电平时间(在图3所示的具体实施例中为高电平时间)占整个周期比例为1％)。当所述控制器310输出的第一控制信号NCO为第二逻辑电平时，所述逻辑电路326输出的第二控制信号GS1为间歇式第二逻辑电平，以控制开关S1间歇式导通，从而使第二MOS管MN2间歇式导通。

当所述开关S1导通时，所述偏置电压产生电路324在所述第一连接节点A处产生偏置电压，该偏置电压对所述电容C1充电，以使第二MOS管MN2导通；当所述开关S1关断时，所述电容C1经所述漏电支路322放电，以使第二MOS管MN2关断。

以下结合图1，具体介绍图3所示的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路的工作原理。在图3所示的具体实施例中，第一控制信号NCO、第二控制信号GS1和时钟信号CK的第一逻辑电平均为低电平；第一控制信号NCO、第二控制信号GS1和时钟信号CK的第二逻辑电平均为高电平；所述逻辑电路340为与门AND1；其中，第一逻辑电平和第二逻辑电平为同一信号的两种逻辑状态。

当时钟信号CK与第一控制信号NCO同时为高电平时，与门AND1输出的第二控制信号GS1为高电平，控制开关S1导通，此时电流源I1流经NMOS晶体管MN3和MN1，形成一个偏置电压(为2Vgs，即2倍的栅源电压)，给电容C1充电；当时钟信号CK为低电平或者第一控制信号NCO为低电平时，与门AND1输出的第二控制信号GS1为低电平，控制开关S1关断，此时，电容C1上电荷会被PMOS晶体管MP2的漏电流泄放。PMOS晶体管MP2形成漏电流，其原理是依靠PMOS晶体管MP2的衬体与源极和漏极之间寄生二极管(为反向偏置状态：即二极管正极电压低于负极电压)形成漏电流。

当检测到允许对电池充电时，所述控制器310输出的第一控制信号NCO为低电平，与门AND1输出的第二控制信号GS1为低电平，开关S1处于长期断路，电容C1的电压会被PMOS晶体管MP2的漏电流泄放掉，第二MOS管MN2处于断路状态，所述第一MOS管MP1导通，充电控制端CO输出为高电平，则所述充电功率开关120导通，电池保护电路110允许对电池进行充电。

当检测到禁止对电池充电时，所述控制器310输出的第一控制信号NCO为高电平，所述第一MOS管MP1关断，与门AND1输出的第二控制信号GS1为间歇式高电平，开关S1间歇式导通，间歇式给电容C1充电，维持第二MOS管MN2的栅极偏置电压，让第二MOS管MN2维持导通(或使第二MOS管MN2间歇式导通)，这样的好处是只有短暂(间歇式)时间有电流流向第二检测端VM，在负载检测模块330做负载检测时通过屏蔽这段时间，就可以避免出现错误检测到存在负载的情况。

时钟信号CK经过反相器INV产生反相信号NCK，用反相信号NCK去使能负载检测模块330，当时钟信号CK高电平时，反相信号NCK为低电平，此时禁止负载检测模块330工作，这样就可以实现屏蔽错误检测负载的情况。如果不屏蔽这段时间而进行负载检测，由于电流源I1的电流会流到第二检测端VM上，参考图1，此电流将从第二检测端VM经过图1中的NMOS晶体管MN5和MN4流到第三检测端G，当禁止充电时，NMOS晶体管MN5处于断路状态，此电流将流经NMOS晶体管MN5的体二极管，在NMOS晶体管MN5的体二极管上形成约0.7V的电压，一般负载检测的阈值电压例如为0.1V，大于0.1V将被判断为存在负载，导致错误检测到负载。

请参考图4所示，其为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第二个实施例中的电路示意图。在图4所示的实施例中，所述开关控制模块420包括开关S1、电流源I1、电容C1、漏电支路422、偏置电压产生电路424和逻辑电路426。与图3相比，图4中的偏置电压产生电路424将图3中的NMOS晶体管MN3替换为电阻R1，电阻R1的作用也是提供较高的电压偏置(给第二MOS管MN2栅极的电压偏置)，让第二MOS管MN2的导通电阻更小，下拉电流更大。电阻R1可以取值0欧姆～1兆欧姆。电流源电流I1与电阻R1的电阻值乘积决定第二MOS管MN2的过驱动电压(overdrive voltage)，此值越大，第二MOS管MN2的导通电阻更小。在图4所示的具体实施例中，电阻R1和NMOS晶体管MN1依次串联于所述第一连接节点A和第二检测端VM之间，且NMOS晶体管MN1采用了栅极与漏极相连的方式。在其他实施例中，所述电阻R1可以和多个MOS管依次串联于所述第一连接节点A和第二检测端VM之间，新增的NMOS也采用栅极与漏极相连的方式。

也就是说，在一个实施例中，所述偏置电压产生电路424包括电阻R1和一个MOS管MN1，所述电阻R1和所述一个MOS管MN1依次串联于所述第一连接节点A和第二检测端VM之间；在另一个实施例中，所述偏置电压产生电路424包括电阻R1和多个MOS管，所述电阻R1和所述多个MOS管依次串联于所述第一连接节点A和第二检测端VM之间，其中，每个MOS管的第一连接端与其控制端相连，其第二连接端与其衬体相连。在一个实施例中，所述偏置电压产生电路中的MOS管为NMOS晶体管，该MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

请参考图5所示，其为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第三个实施例中的电路示意图。在图5所示的实施例中，所述开关控制模块520包括开关S1、电流源I1、电容C1、漏电支路522、偏置电压产生电路524和逻辑电路526。与图3相比，图5中的漏电支路522将图3中的PMOS晶体管MP2替换为一个反向偏置的二极管D1，二极管D1的正极与第二检测端VM相连，其负极与所述第一连接节点A相连。

请参考图6所示，其为本发明的电池保护电路中的充电功率开关控制信号产生电路在第四个实施例中的电路示意图。在图6所示的实施例中，所述开关控制模块620包括开关S1、电流源I1、电容C1、漏电支路622、偏置电压产生电路624和逻辑电路626。与图3相比，图6的漏电支路622将图3中的PMOS晶体管MP2替换为一个可以产生漏电流的NPN型三极管NPN1，且NPN型三极管NPN1的射极与所述第一连接节点A相连，其基极和集电极与第二检测端VM相连。

综上所述，本发明可以在出现充电过流状况时，加快下拉充电功率开关控制信号CO的速度，即减小此时充电功率开关控制信号CO下降的时间，且能保持较低的输出阻抗，同时无需占用面积较大的电阻。此外，与现有技术相比，本发明图3、图5和图6所示的实施例去除了电阻R1，因为电阻R1占用较大的芯片面积，所以去除R1有利于减小芯片成本。

在本发明中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性连接的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，其包括：

控制器，其用于检测是否允许对电池充电，并通过其输出端输出相应的第一控制信号；

第一MOS管，其第一连接端与第一检测端相连，其第二连接端与充电控制端相连，其控制端与所述控制器的输出端相连；

第二MOS管，其第一连接端与所述充电控制端相连，其第二连接端与第二检测端相连；

开关控制模块，其在所述控制器控制第一MOS管导通时，控制第二MOS管关断，在所述控制器控制第一MOS管关断时，其根据时钟信号以及所述第一控制信号控制所述第二MOS管间歇式导通；和

负载检测模块，其使能端与所述时钟信号相连，其输出端与所述控制器的输入端相连，所述负载检测模块用于检测电池两端是否连接有负载，并将检测结果输出给所述控制器。

2.根据权利要求1所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，

所述开关控制模块包括：

开关；

电流源，其输入端经所述开关与所述第一检测端相连，其输出端与第一连接节点相连；

偏置电压产生电路，其连接于所述第一连接节点和所述第二检测端之间，其在所述开关导通时在所述第一连接节点产生偏置电压；

电容，其一端与所述第一连接节点相连，其另一端与第二检测端相连；

漏电支路，其一端与所述第一连接节点相连，其另一端与第二检测端相连，所述漏电支路用于产生漏电流，所述漏电流自所述第一连接节点流向所述第二检测端；

逻辑电路，其第一输入端与所述控制器输出的第一控制信号相连，其第二输入端与所述时钟信号相连，其输出端与所述开关的控制端相连，所述逻辑电路基于所述第一控制信号和所述时钟信号输出相应的第二控制信号给所述开关的控制端，以控制所述开关的导通和关断；

所述第一连接节点与所述第二MOS管的控制端相连。

3.根据权利要求2所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，所述偏置电压产生电路包括连接于所述第一连接节点和所述第二检测端之间的一个或依次串联的多个MOS管，其中，每个MOS管的第一连接端与其控制端相连，其第二连接端与其衬体相连。

4.根据权利要求2所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，

当检测到允许对电池充电时，所述控制器通过其输出端输出第一控制信号的第一逻辑电平，以控制所述第一MOS管导通；当检测到禁止对电池充电时，所述控制器通过其输出端输出第一控制信号的第二逻辑电平，以控制所述第一MOS管关断；

当所述时钟信号为第一逻辑电平时，使能所述负载检测模块工作；当所述时钟信号为第二逻辑电平时，禁止所述负载检测模块工作；

当所述第一控制信号为第二逻辑电平且所述时钟信号为第二逻辑电平时，所述逻辑电路输出第二控制信号的第二逻辑电平，以控制所述开关导通；当所述时钟信号为第一逻辑电平或所述第一控制信号为第一逻辑电平时，所述逻辑电路输出第二控制信号的第一逻辑电平，以控制所述开关关断；

当所述开关导通时，所述偏置电压产生电路在所述第一连接节点处产生偏置电压，该偏置电压对所述电容充电，以使第二MOS管导通；当所述开关关断时，所述电容经所述漏电支路放电，以使第二MOS管关断。

5.根据权利要求4所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，

当所述第一控制信号为第二逻辑电平时，所述逻辑控制电路输出的第二控制信号为间歇式第二逻辑电平，以控制所述开关间歇式导通。

6.根据权利要求1所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，

所述第一MOS管为PMOS晶体管，所述第一MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为PMOS晶体管的源极、漏极和栅极；

所述第二MOS管为NMOS晶体管，所述第二MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

7.根据权利要求3所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，

所述偏置电压产生电路中的MOS管为NMOS晶体管，该MOS管的第一连接端、第二连接端和控制端分别为NMOS晶体管的漏极、源极和栅极。

8.根据权利要求2所述的充电功率开关控制信号产生电路，其特征在于，

所述漏电支路包括PMOS晶体管MP2，所述PMOS晶体管MP2的源极、栅极和漏极均与所述第二检测端相连，其衬体与所述第一连接节点相连；

所述漏电支路包括二极管，该二极管的负极与所述第一连接节点相连，其正极与所述第二检测端相连；或

所述漏电支路包括NPN型三极管，所述NPN型三极管的射极与所述第一连接节点相连，其基极和集电极与第二检测端V相连。

9.根据权利要求3所述的充电功率开关控制信号产生电路，

所述偏置电压产生电路还包括电阻，

所述电阻和所述一个MOS管依次串联于所述第一连接节点和第二检测端之间；或

所述电阻和所述多个MOS管依次串联于所述第一连接节点和第二检测端之间。

10.一种电池保护电路，其包括与电池负极相连的第二检测端、与电芯负极相连的第三检测端、与电芯正极相连的第一检测端、与放电功率开关的控制端相连的放电控制端和与充电功率开关的控制端相连的充电控制端，其中，所述放电功率开关和充电功率开关连接于所述第三检测端和第二检测端之间，其特征在于，其还包括如权利要求1-9任一所述的充电功率开关控制信号产生电路。

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