CN115172912A - 一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法，该电池保护芯片延长电池待机时间的方法包含以下步骤：步骤1：判断电池状态；步骤2：基于电池的所述状态，在所述电池处于非正常状态时，降低所述电池保护芯片的操作电流。本发明基于电池的状态提供合适的操作电流，在正常状态时能够提供正常工作的操作电流，而在非正常状态时，降低操作电流，在休眠状态时降低操作电流至I休眠，在待机状态时以低频低占空比关闭芯片部分功能，使得操作电流在正常电流IVDD至ISLEEP之间往返，以此来延长电池的供电时间，延长电池的使用寿命，提高安全性，且结构简单，效果明显。

Description

一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法
技术领域
本发明涉及电池芯片领域，具体是一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法。
背景技术
电池一般由电芯、电池保护板、外壳组成，其中的保护板就包含了电池保护芯片。现有技术中芯片在闲置、待机等非正常工作时电流较大，导致电池电量的非正常使用，导致电池的待机时间不足，通常为了提高待机时间而增大电池容量，然而电池本身体积较大，对于体积较小的芯片而言，导致芯片适用性较差；而且电池的非正常放电还导致芯片及其内部的元件收到热量的冲击，降低了芯片的使用寿命。
为此，保持芯片正常功能的同时延长芯片的待机时间迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于：
该电池保护芯片延长电池待机时间的方法包含以下步骤：
步骤1：判断电池状态；
步骤2：基于电池的所述状态，在所述电池处于非正常状态时，降低所述电池保护芯片的操作电流。
作为本发明再进一步的方案：所述电池状态包括正常状态和非正常状态，所述非正常状态包括电池过压、电池欠压、电池充电过流、电池放电过流、电池短路、温度异常中的至少一种。
作为本发明再进一步的方案：当电池处于正常状态时，所述电池保护芯片提供正常操作电流I正常，当所述电池处于非正常状态时，降低所述操作电流。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片包括低电流侦测模块，电池保护芯片基于低电流侦测模块侦测电池充电电流和电池放电电流是否低于电流阈值，当所述充电电流和/或所述放电电流低于所述电流阈值且电池状态为非正常状态时，判断所述电池处于待机状态或闲置状态。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片包括与电池模组形成串联回路的至少两个开关管，所述电池保护芯片包括驱动所述开关管的CO引脚和DO引脚，当所述电池触发欠压保护超过一定时间之后，所述电池保护芯片通过所述CO引脚和DO引脚关闭芯片部分功能并且降低所述电池保护芯片的操作电流IVDD至休眠电流I休眠。
作为本发明再进一步的方案：当电池处于待机状态时，所述电池保护芯片以预设占空比的周期性信号控制关闭所述芯片的部分模块使得所述操作电流IVDD在正常操作电流I正常和休眠操作电流I休眠之间往返。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片包括控制逻辑模块、MOS驱动电路、安全检测电路，所述控制逻辑模块分别与所述MOS驱动电路和电池信号检测单元信号连接，所述MOS驱动电路的输出连接CO引脚和DO引脚连接，所述CO引脚和DO引脚分别连接与电池模组形成串联回路的至少两个开关管。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片还包括CS引脚，所述CS引脚通过低电池电流检测电路、充电过流检测、放电过流检测以及短路检测中的至少一者连接所述控制逻辑模块，通过所述CS引脚对电池电流进行检测。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片还包括VM引脚、RTC管脚和VC管脚组，负载检测和充电器检测电路的输出对应VM管脚，所述温度检测电路的输出对应RTC管脚，所述VC管脚组包括多个检测管脚VC1-VCn，相邻检测管脚之间连接一个电池的正负两端，其中n为大于等于2的整数。
作为本发明再进一步的方案：所述预设占空比的周期性信号为低频且低占空比的脉宽调制信号PWM。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于电池的状态提供合适的操作电流，在正常状态时能够提供正常工作的操作电流，而在非正常状态时，降低操作电流，在休眠状态时降低操作电流至I休眠，在待机状态时以低频低占空比关闭芯片部分功能，使得操作电流在正常电流IVDD至ISLEEP之间往返，以此来延长电池的供电时间，延长电池的使用寿命，提高安全性，且结构简单，效果明显。
附图说明
图1为本发明电池保护芯片功能模块原理图。
图2为本发明电池保护芯片应用线路图。
图3为正常状态、休眠状态、待机状态的电流时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于：
该电池保护芯片延长电池待机时间的方法包含以下步骤：
步骤1：判断电池状态；
步骤2：基于电池的所述状态，在所述电池处于非正常状态时，降低所述电池保护芯片的操作电流。
通过上述技术方案，基于电池的状态提供合适的操作电流，具体地的，正常状态下提供正常的电流，而在非正常状态下，则降低操作电流，以此降低电量消耗，延长电池的待机时间，同时降低电量消耗降低热量，提高安全性和寿命。
作为本发明再进一步的方案：所述电池状态包括正常状态和非正常状态，所述非正常状态包括电池过压、电池欠压、电池充电过流、电池放电过流、电池短路、温度异常中的至少一种，在此，对于非正常状态仅以示例提供上述几种，但是不排除其他电池异常情况，在其他异常情况下，本发明依然能够实现上述技术效果。
作为本发明再进一步的方案：当电池处于正常状态时，所述电池保护芯片提供正常操作电流I正常，当所述电池处于非正常状态时，降低所述操作电流。由此，能够在正常状态下提供正常的操作电流，该电流与该芯片正常工作时的操作电流相同，从而不会影响芯片的使用，保证芯片的功能，同时在非正常即异常时降低电流，从而延长电池的待机时间，有效保护电池和安全性，提高体验效果。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片包括低电流侦测模块，电池保护芯片基于低电流侦测模块侦测电池充电电流和电池放电电流是否低于电流阈值，当所述充电电流和/或所述放电电流低于所述电流阈值且电池状态为非正常状态时，判断所述电池处于待机状态或闲置状态。具体地，在电池处于待机状态时，此时的放电电流和充电电流较小，从而定义合适的低电流阈值，实现电池保护芯片能够基于低电流阈值判断待机状态，而且待机状态下，通常具有判断电流，基于判断电流判断是否从待机状态转为正常状态；而在闲置状态时，通常充电电流和放电电流也较小，进一步地，闲置状态下的电池放电比待机时的电流更小，而且在该模式下，通常不存在检测电流，其电流处于较低模式。基于上述待机状态和闲置状态下电流的不同，可以通过检测实现对待机和闲置的判断。
作为本发明再进一步的方案：所述电池保护芯片包括与电池模组形成串联回路的至少两个开关管，所述电池保护芯片包括驱动所述开关管的CO引脚和DO引脚，当所述电池触发欠压保护超过一定时间之后，所述电池保护芯片通过所述CO引脚和DO引脚关闭芯片部分功能并且降低所述电池保护芯片的操作电流IVDD至休眠电流I休眠。设置电池触发欠压且超过一定时间，判断进入欠压状态，可以有效排出误操作，通过所述一定时间的设置，能够排出欠压瞬间产生的误差，使得欠压保护更加有效。虽然本发明以欠压保护作为示例，但是本发明中还可以是电池过压、电池充电过流、电池放电过流、电池短路、温度异常中的至少一种，其均设置在触发上述情况下且超过一定时间后判断进入上述至少一种模式。
作为本发明再进一步的方案：当电池处于待机状态时，所述电池保护芯片以预设占空比的周期性信号控制关闭所述芯片的部分模块使得所述操作电流IVDD在正常操作电流I正常和休眠操作电流I休眠之间往返。本发明设置待机状态时有效降低操作电流，使得大部分时间电流处于I休眠，其余时间处于I正常，从而能够极大降低电量效果，优选所述I休眠与I正常的占空比大于5:1，从而使得一个周期中只有六分之一的时间处于I正常。进一步地，本发明的关闭芯片的部分芯片模块，使得芯片的消耗进一步降低，延长待机时间。更近一步地，所述预设占空比的周期性信号为低频且低占空比的脉宽调制信号PWM，通过低频信号降低电量消耗，进一步延长待机时间。
作为本发明再进一步的方案：如图2、3所示，所述电池保护芯片包括控制逻辑模块、MOS驱动电路、安全检测电路，所述控制逻辑模块分别与所述MOS驱动电路和电池信号检测单元信号连接，所述MOS驱动电路的输出连接CO引脚和DO引脚连接，所述CO引脚和DO引脚分别连接与电池模组形成串联回路的至少两个开关管；所述电池保护芯片还包括CS引脚，所述CS引脚通过低电池电流检测电路、充电过流检测、放电过流检测以及短路检测中的至少一者连接所述控制逻辑模块，通过所述CS引脚对电池电流进行检测；所述电池保护芯片还包括VM引脚、RTC管脚和VC管脚组，负载检测和充电器检测电路的输出对应VM管脚，所述温度检测电路的输出对应RTC管脚，所述VC管脚组包括多个检测管脚VC1-VCn，相邻检测管脚之间连接一个电池的正负两端，其中n为大于等于2的整数。本发明涉及专用芯片，包括如上的模块，从而能够基于CS引脚对电流进行检测，基于检测的电流对芯片的状态进行判断，从而基于不同的状态作出不同的动作，实现降低电量消耗并延长待机时间，其具体的芯片方式如图2-3所示，在相邻两个VC引脚之间连接电池实现电池串联形成模组，安全检测模块包括电池过压检测、电池欠压检测、电池断线检测、电池检测等，从而通过安全检测模块对电池的安全性进行检测，基于电池是否异常以及引脚CS检测的电流进行综合判断芯片状态，基于不同的状态实现不同的模式。而CS引脚通过与之连接的低电池电流检测、充电过流检测、放电过流检测、短路检测等实现对电流的检测，而通过VM及其连接的负载检测和充电器检测判断是否有负载以及是否充电的判断，RTC引脚通过连接的温度检测对电池及芯片的温度进行检测，基于温度判断芯片和/或电池是否存在温度异常例如温度过高或者温度过低。
在实际应用时，本发明的CO引脚和DO引脚分别连接开关管，该开关关可以为MOSFET管，而MOSFET管需配合以芯片内部的MOSFET驱动电路进行驱动，如图2所示，两个开关管与电池模组形成串联模式，从而通过开关管的开启和关闭能够实现电池的供电和断电，而对应的安全检测模块则通过相连的VC引脚实现对电池的连接，通过均衡开关和或控制逻辑模块实现对电池的是否串联进行控制，并判断电池的安全参数进行判断。如图3所示，在正常状态下，电流处于正常状态IVDD，而在休眠状态下，电流处于低于的I休眠，在待机状态下，电流以低占空比的脉宽形式PWM实现，使得一个周期中较少的部分处于正常电流IVDD，而同周期的其他时间处于较低的休眠电流I休眠。由此，通过降低电流消耗延长电池待机时间。
本发明基于电池的状态提供合适的操作电流，在正常状态时能够提供正常工作的操作电流，而在非正常状态时，降低操作电流，在休眠状态时降低操作电流至I休眠，在待机状态时以低频低占空比关闭芯片部分功能，使得操作电流在正常电流IVDD至ISLEEP之间往返，以此来延长电池的供电时间，延长电池的使用寿命，提高安全性，且结构简单，效果明显。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于：
该电池保护芯片延长电池待机时间的方法包含以下步骤：
步骤1：判断电池状态；
步骤2：基于电池的所述状态，在所述电池处于非正常状态时，降低所述电池保护芯片的操作电流。
2.根据权利要求1所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述电池状态包括正常状态和非正常状态，所述非正常状态包括电池过压、电池欠压、电池充电过流、电池放电过流、电池短路、温度异常中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，当电池处于正常状态时，所述电池保护芯片提供正常操作电流I正常，当所述电池处于非正常状态时，降低所述操作电流。
4.根据权利要求1所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述电池保护芯片包括低电流侦测模块，电池保护芯片基于低电流侦测模块侦测电池充电电流和电池放电电流是否低于电流阈值，当所述充电电流和/或所述放电电流低于所述电流阈值且电池状态为非正常状态时，判断所述电池处于待机状态或闲置状态。
5.根据权利要求4所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述电池保护芯片包括与电池模组形成串联回路的至少两个开关管，所述电池保护芯片包括驱动所述开关管的CO引脚和DO引脚，当所述电池触发欠压保护超过一定时间之后，所述电池保护芯片通过所述CO引脚和DO引脚关闭芯片部分功能并且降低所述电池保护芯片的操作电流IVDD至休眠电流I休眠。
6.根据权利要求5所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，当电池处于待机状态时，所述电池保护芯片以预设占空比的周期性信号控制关闭所述芯片的部分模块使得所述操作电流IVDD在正常操作电流I正常和休眠操作电流I休眠之间往返。
7.根据权利要求5所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述电池保护芯片包括控制逻辑模块、MOS驱动电路、安全检测电路，所述控制逻辑模块分别与所述MOS驱动电路和电池信号检测单元信号连接，所述MOS驱动电路的输出连接CO引脚和DO引脚连接，所述CO引脚和DO引脚分别连接与电池模组形成串联回路的至少两个开关管。
8.根据权利要求7所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述电池保护芯片还包括CS引脚，所述CS引脚通过低电池电流检测电路、充电过流检测、放电过流检测以及短路检测中的至少一者连接所述控制逻辑模块，通过所述CS引脚对电池电流进行检测。
9.根据权利要求8所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述电池保护芯片还包括VM引脚、RTC管脚和VC管脚组，负载检测和充电器检测电路的输出对应VM管脚，温度检测电路的输出对应RTC管脚，所述VC管脚组包括多个检测管脚VC1-VCn，相邻检测管脚之间连接一个电池的正负两端，其中n为大于等于2的整数。
10.根据权利要求6所述的电池保护芯片延长电池待机时间的方法，其特征在于，所述预设占空比的周期性信号为低频且低占空比的脉宽调制信号PWM。
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