CN116027211A - 负载检测电路和电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载检测电路和电池系统，负载检测电路包括：逻辑模块、第一控制模块、比较模块、第二开关模块和第一电阻；逻辑模块的第一输入端连接至系统电路的第一反馈端，逻辑模块的第一输出端与第一开关模块的控制端连接，逻辑模块用于在进行负载检测时输出第一控制信号以控制第一开关模块关断；第一控制模块用于在进行负载检测时输出第二控制信号以控制第二开关模块导通；比较模块用于在系统电路第二端的检测电压大于参考电压时，向系统电路反馈负载异常信号。本发明实施例提供的技术方案能够快速检测出负载情况，从而判断负载是否存在异常情况，电路结构简单，成本低。

Description

负载检测电路和电池系统

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种负载检测电路和电池系统。

背景技术

随着技术的快速发展，以锂离子电池作为供电装置的手机、电子烟、移动电源、TWS(真无线立体音)耳机、智能手环手表等可移动设备得到了普及，越来越受到广大用户的欢迎。

在完成电池及负载的连接形成电池系统后，若负载存在损伤，如系统电路中的电子元件的损伤或生产时的尖峰电压导致系统电路的损伤，特别是漏电流增大或短路的情况，则可能无法通过电池系中的负载电路检测出来，或者检测时间过长、成本较大，特别是在TWS耳机的电池系统电路中，不能快速识别出负载是否存在损伤。

发明内容

本发明提供了一种负载检测电路和电池系统，以快速检测负载的状况，从而确定负载是否存在损伤。

本发明一方面，提供了一种负载检测电路，用于电池系统的负载检测，所述电池系统包括电池、系统电路和第一开关模块，所述电池的正极与所述系统电路的第一端连接，所述系统电路的第二端与所述第一开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第二端与所述电池的第二极连接；所述负载检测电路包括：逻辑模块、第一控制模块、比较模块、第二开关模块和第一电阻；

所述逻辑模块的第一输入端连接至所述系统电路的第一反馈端，所述逻辑模块的第一输出端与所述第一开关模块的控制端连接，所述逻辑模块用于在进行负载检测时输出第一控制信号以控制所述第一开关模块关断；

所述第一控制模块的输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第一控制模块的输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述第一控制模块用于在进行负载检测时输出第二控制信号以控制所述第二开关模块导通；其中，所述第二开关模块的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述系统电路的第二端连接，所述第二开关模块的第二端与所述电池的第二极连接；

所述比较模块的第一输入端接入参考电压，所述比较模块的第二输入端与所述系统电路的第二端连接，所述比较模块的输出端分别连接至所述逻辑模块的第二输入端以及所述系统电路的第二反馈端，所述比较模块用于在所述系统电路第二端的检测电压大于所述参考电压时，向所述系统电路反馈负载异常信号。

可选地，所述第一控制模块包括第一振荡单元、第一计时单元和第一判断单元；

所述第一振荡单元的输出端与所述第一计时单元的控制端连接，所述第一计时单元的输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第一判断单元的第一输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第一判断单元的第二输入端与所述第一计时单元的输出端连接，所述第一判断单元的输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述第一判断单元用于在所述第一计时单元计时第一预设时间期间输出所述第二控制信号。

可选地，所述第一控制模块还包括第二计时单元和第二判断单元；

所述第二计时单元的控制端与所述第一振荡单元的输出端连接，所述第二计时单元的输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第二计时单元的输出端与所述第二判断单元的第二输入端连接，所述第二判断单元的第一输入端与所述第二计时单元的输入端连接，所述第二判断单元的输出端与所述比较模块的使能端连接，所述第二判断单元用于在所述第二计时单元计时第二预设时间期间内输出第三控制信号，以控制所述比较模块启动；

其中，所述第二预设时间大于所述第一预设时间。

可选地，还包括第一延时单元，所述第一延时单元的输入端与所述比较模块的输出端连接，所述第一延时单元的输出端分别与所述逻辑模块的第二输入端以及所述系统电路的第二反馈端连接。

可选地，还包括信号检测模块，所述信号检测模块的输入端与所述系统电路的第一反馈端连接，所述信号检测模块的输出端与所述逻辑模块的第一输入端连接。

可选地，所述信号检测模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第二电阻、第二延时单元和第一与门；

所述第一晶体管的栅极与所述系统电路的第一反馈端连接，所述第一晶体管的第一极与所述系统电路的第二端连接，所述第一晶体管的第二极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接入电源电压；所述第二晶体管的第一极与所述第二电阻的第二端连接，所述第二晶体管的第二极与所述第三晶体管的第一极连接，所述第三晶体管的第二极接地，所述第二晶体管的栅极和所述第三晶体管的栅极均与所述第二电阻的第一端连接；

所述第二延时单元的输入与所述第三晶体管的第一极连接，所述第二延时单元的输出端与所述第一与门的第一输入端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第二延时单元的输入端连接，所述第一与门的输出端与所述逻辑模块的第一输入端连接；

或者，

所述信号检测模块包括第三延时单元、计数单元、第三计时单元和第三判断单元；

所述第三延时单元的输入端与所述系统电路的第一反馈端连接，所述第三延时单元的输出端分别与所述计数单元的第一输入端和所述第三计时单元的第一输入端连接，所述计数单元的第二输入端与所述第三延时单元的输入端连接，所述计数单元的输出端与所述第三判断单元的第一输入端连接，所述第三计时单元的第二输入端与所述第三延时单元的输入端连接，所述第三计时单元的输出端与所述第三判断单元的第二输入端连接，所述第三判断单元的输出端与所述逻辑模块的第一输入端连接。

可选地，所述系统电路的第一反馈端复用为所述第二反馈端；

所述负载检测电路还包括第二控制模块，所述第二控制模块的输入端与所述逻辑模块的第二输入端连接，所述第二控制模块的输出端与所述系统电路的第一反馈端连接，所述第二控制模块用于对所述比较模块输出的信号进行延时和分频；

所述第二控制模块包括第二振荡单元、第四延时单元和分频单元，所述第四延时单元的第一输入端与所述第二振荡单元的输出端连接，所述第四延时单元的第二输入端连接至所述比较模块的输出端，所述第四延时单元的输出端与所述分频单元的第一输入端连接，所述分频单元的第二输入端与所述第二振荡单元的输出端连接，所述分频单元的输出端与所述系统电路的第一反馈端连接。

可选地，所述逻辑模块包括与非门和第二与门，所述与非门的第一输入端为所述逻辑模块的第一输入端，所述与非门的第二输入端为所述逻辑模块的第二输入端，所述与非门的输出端为所述逻辑模块的第二输出端并与所述第二与门的第一输入端连接，所述第二与门的第二输入端与电池保护电路连接，所述第二与门的输出端为所述逻辑模块的第一输出端。

可选地，所述第一开关模块包括第四晶体管，所述第四晶体管的第一极与所述系统电路的第二端连接，所述第四晶体管的第二极与所述电池的第二极连接，所述第四晶体管的栅极与所述逻辑模块的第一输出端连接；或者，

所述第一开关模块包括第四晶体管和第六晶体管，所述第四晶体管的第一极与所述第六晶体管的第二极连接，所述第六晶体管的第一极与所述系统电路的第二端连接，所述第四晶体管的第二极与所述电池的第二极连接，所述第四晶体管的栅极与所述逻辑模块的第一输出端连接，所述第六晶体管的栅极与电池保护电路的输出端连接；

所述第二开关模块包括第五晶体管，所述第五晶体管的第一极与所述第一电阻的第二端连接，所述第五晶体管的第二极与所述电池的第二极连接，所述第五晶体管的栅极与所述第一控制模块的输出端连接。

本发明另一方面，提供了一种电池系统，包括本发明任意实施例所提供的负载检测电路。

本发明实施例的技术方案，通过逻辑模块接收外部系统电路发送的触发信号进入负载检测模式，逻辑模块输出第一控制信号控制第一开关模块关断，同时第一控制模块根据逻辑模块输出的子信号生成第二控制信号，以控制第二开关模块导通。通过比较系统电路的检测电压与参考电压之间的大小关系，确定负载是否存在损伤。相比于现有技术，本发明实施例提供的技术方案能够快速检测出负载情况，从而判断负载是否存在异常情况，电路结构简单，成本低。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种负载检测电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第一控制模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种第一控制模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种第一控制模块的时序控制波形图；

图6为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种第一控制模块的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种第一控制模块的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种第二控制模块的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的一种信号检测模块的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种信号检测模块的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图；

图17为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种负载检测电路的结构示意图，参考图1，本实施例提供的负载检测电路可用于电池系统的负载检测，其中，电池系统包括电池、系统电路110和第一开关模块120，第一开关模块120为电池系统的主开关模块，用于导通或关断系统电路110与电池的连接。负载检测电路20包括：逻辑模块210、第一控制模块220、比较模块240、第二开关模块230和第一电阻R1。

逻辑模块210的第一输入端A1连接至系统电路110的第一反馈端，逻辑模块210的第一输出端A3与第一开关模块120的控制端连接，逻辑模块210用于在进行负载检测时输出第一控制信号CS1以控制第一开关模块120关断；

第一控制模块220的输入端与逻辑模块210的第二输出端A4连接，第一控制模块220的输出端与第二开关模块230的控制端连接，第一控制模块220用于在进行负载检测时输出第二控制信号CS2以控制第二开关模块230导通；其中，第二开关模块230的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第一电阻R1的第一端与系统电路110的第二端连接，第二开关模块230的第二端与电池的第二极连接；

比较模块240的第一输入端接入参考电压VREF，比较模块240的第二输入端与系统电路110的第二端连接，比较模块240的输出端分别连接至逻辑模块210的第二输入端A2以及系统电路110的第二反馈端，比较模块240用于在系统电路110第二端的检测电压VM大于参考电压VREF时，向系统电路110反馈负载异常信号。

其中，系统电路110连接在电池的第一极和第一开关模块120的第一端之间，第一开关模块120的第二端与电池的第二极连接。这里，电池的第一极为正极，第二极为负极；或者，电池的第一极为负极，第二极为正极，可根据实际情况进行设定。本实施例以第一极为正极、第二极为负极为例进行说明。

具体地，负载检测电路20可以集成在芯片内，系统电路110的第一反馈端和第二反馈端分别通过芯片的IO口与负载检测电路20连接。负载检测电路20通过接收系统电路110输出的信号启动工作，控制第一开关模块120关断，从而使得系统电路110与电池之间断开连接，并控制自身内部的第二开关模块230导通，使得电池、第二开关模块230和系统电路110形成的支路连通，系统进入负载检测模式。通过检测该支路的电流产生的电压的大小，输出逻辑电平信号，并将该逻辑电平信号反馈至系统电路110进行处理，从而判断负载是否出现异常。

示例性地，当系统需要进入负载检测模式时，系统电路110向逻辑模块210的第一输入端A1发送高电平触发信号，逻辑模块210根据接收到的高电平触发信号生成从其第一输出端A3输出低电平的第一控制信号CS1，并从其第二输出端A4输出低电平的子信号，第一控制模块220根据低电平的子信号输出高电平的第二控制信号CS2。因此，第一开关模块120响应低电平的第一控制信号CS1关断，第二开关模块230响应高电平的第二控制信号CS2导通，系统电路110、第一电阻R1、第二开关模块230和电池之间形成环路，系统电路110第二端的检测电压VM等于环路电流与第一电阻R1阻值的乘积。

在负载检测模式下，若检测电压VM小于或等于参考电压VREF，则比较模块240输出高电平信号，逻辑模块210接收到该高电平信号，维持原逻辑输出，第一开关模块120维持关断状态。此时负载检测电路20通过对应的IO口不向系统电路110反馈信号，或者向系统电路110反馈比较模块240输出高电平信号。若检测电压VM大于参考电压VREF，则比较模块240输出低电平信号，负载检测电路20通过对应的IO口向系统电路110反馈负载异常信号，系统电路110确定负载存在损伤。此时逻辑模块210的输出状态由其第二输入端A2接收的低电平信号进行控制，第一开关模块120响应逻辑模块210输出的高电平第一控制信号CS1导通，同时第二开关模块230响应第一控制模块220输出的低电平的第二控制信号CS2关断，防止第二开关模块230在其他异常状态时影响第一开关模块120的关闭状态。

本发明实施例提供的负载检测电路，通过逻辑模块接收外部系统电路发送的触发信号进入负载检测模式，逻辑模块输出第一控制信号控制第一开关模块关断，同时第一控制模块根据逻辑模块输出的子信号生成第二控制信号，以控制第二开关模块导通。通过比较系统电路的检测电压与参考电压之间的大小关系，确定负载是否存在损伤。相比于现有技术，本发明实施例提供的技术方案能够快速检测出负载情况，从而判断负载是否存在异常情况，电路结构简单，成本低。

在本实施例中，比较模块240可以为比较器，也可以为比较器加延时功能，即为需要持续一定时间后才能输出异常电平，电池可以为锂电池也可以为其他类型的电池。

图2为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，参考图2，在上述技术方案的基础上，可选地，逻辑模块210包括与非门I1和第二与门I2，与非门I1的第一输入端为逻辑模块210的第一输入端A1，与非门I1的第二输入端为逻辑模块210的第二输入端A2，与非门I1的输出端为逻辑模块210的第二输出端A4并与第二与门I2的第一输入端连接，第二与门I2的第二输入端与电池保护电路30连接，第二与门I2的输出端为逻辑模块210的第一输出端A3。

其中，电池保护电路30为电池系统内部的基本保护电路(不属于负载检测电路20)，可用于实现电池的过充电压保护、过充电流保护、放电电压保护、放电电流保护和过温保护等。在电池未进入保护状态时，电池保护电路30的输出为高电平的信号。

继续参考图2，本实施例提供的负载检测电路20还包括第二控制模块250，第二控制模块250的输入端与逻辑模块210的第二输入端A2连接，第二控制模块250的输出端与系统电路110的第一反馈端连接。这里，由于负载检测电路20启动后，系统电路110的第一反馈端不再控制负载检测电路20，因此系统电路110的第一反馈端可以复用为第二反馈端，第二控制模块250将比较模块240输出的电平信号反馈至系统电路110的第一反馈端。本实施例提供的技术方案可以减少集成负载检测电路20的芯片的IO口使用数量，有利于优化资源配置。其中，第二控制模块250的具体结构将在后续实施例中详细描述。

以下实施例均以系统电路110的第一反馈端复用第二反馈端为例进行说明，也即负载检测电路20的输入和输出共用一个IO口。

图3为本发明实施例提供的一种第一控制模块的结构示意图，可以使得第一控制模块220脉冲式开启第二开关模块230，以降低负载检测电路20的功耗。结合图2和图3，第一控制模块220包括第一振荡单元2201、第一计时单元2202和第一判断单元2203，第一振荡单元2201的输出端与第一计时单元2202的控制端连接，第一计时单元2202的输入端与逻辑模块210的第二输出端A4连接，第一判断单元2203的第一输入端与逻辑模块210的第二输出端A4连接，第一判断单元2203的第二输入端与第一计时单元2202的输出端连接，第一判断单元2203的输出端与第二开关模块230的控制端连接，第一判断单元2203用于在第一计时单元2202计时第一预设时间期间输出第二控制信号CS2。

具体地，第一控制模块220的输入端VIN1用于接收逻辑模块210的第二输出端A4输出的子信号。第一振荡单元2201可以为振荡器，如，晶振，用于产生时钟信号；第一计时单元2202用于在检测到第一控制模块220的输入端VIN1的子信号为有效信号时开始计时，经过第一预设时间后计时结束，第一判断单元2203在第一计时单元2202计时期间输出第二控制信号CS2控制第二开关模块230导通，在除第一预设时间之外的其他时间内，第二控制模块220控制第二开关模块230关断。

图4为本发明实施例提供的另一种第一控制模块的结构示意图，具体为图3所示第一控制模块具体化为器件的结构示意图，图5为本发明实施例提供的一种第一控制模块的时序控制波形图，参考图3至图5，第一计时单元2202可以由多个第一触发器TR1构成，第一判断单元2203可以为第三与门I3，在逻辑模块210的第二输出端A4输出的子信号由高电平跳变为低电平时，第一判断单元2203根据该低电平子信号和第一计时单元2202输出的低电平信号从其输出端OUT1输出高电平的第二控制信号CS2，以控制第二开关模块230导通。经过第一预设时间，当第一计时单元2202的最后一个触发器输出为高电平时，计时结束，高电平的第二控制信号CS2的持续时长为第一预设时间。系统进入负载检测模式后，可防止在确定负载没有损伤之前，第二开关模块230一直处于导通状态，对系统的其他功能造成错误判断或功能异常。其中，第一预设时间可以根据实际需求进行设置。一般设置在几百ms～几s之间。

图6为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，参考图6，在上述技术方案的基础上，可选地，第一控制模块220的输出端还可以与比较模块240的使能端连接，第一控制模块220输出的高电平的第二控制信号CS2在控制第二开关模块230导通的同时，还控制比较模块240开启。也就是说，在负载检测模式下，第二开关模块230和比较模块240仅在设定的第一预设时间内导通，在其他时间均处于关断状态，有利于降低负载检测电路20的功耗，及系统的功耗。

优选地，第二开关模块230和比较模块240可分时开启，以防止比较模块240因第二开关模块230导通瞬间产生误判，从而降低负载检测的准确性。图7为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，插参考图7，第一控制模块220的一输出端与第二开关模块230的控制端连接，用于输出第二控制信号CS2；另一输出端与比较模块240的使能端连接，用于输出第三控制信号CS3。其中，第三控制信号CS3的有效启示时刻可以晚于第二控制信号CS2的有效启示时刻，以使得比较模块240在第二开关模块230导通后才启动工作。

图8为本发明实施例提供的另一种第一控制模块的结构示意图，参考图3和图8，在图3所示结构的基础上，第一控制模块220还包括第二计时单元2204和第二判断单元2205，第二计时单元2204的控制端与第一振荡单元2201的输出端连接，第二计时单元2204的输入端与逻辑模块210的第二输出端A4连接，第二计时单元2204的输出端与第二判断单元2205的第二输入端连接，第二判断单元2205的第一输入端与第二计时单元2204的输入端连接，第二判断单元2205的输出端与比较模块240的使能端连接，第二判断单元2205用于在第二计时单元2204计时第二预设时间期间内从其输出端OUT2输出第三控制信号CS3，以控制比较模块240启动。

图9为本发明实施例提供的另一种第一控制模块的结构示意图，具体为图8所示第一控制模块具体化为器件的结构示意图，第二判断单元2205包括第四与门I4。图9所示第一控制模块220的具体工作原理可参考图4所示结构的相关描述，在此不再赘述。需要说明的是，第二预设时间大于第一预设时间，第二计时单元2204的计时时长大于第一计时单元2202的计时时长，以保证比较模块240在第二开关模块230导通后再启动。

可选地，第一控制模块220还可以包括第五延时单元2206，以对第二计时单元2204的输入端接收到的子信号进行延时，确保第一判断单元2203和第二判断单元2205不同时输出信号。

图10为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，参考图10，在上述各技术方案的基础上，可选地，该负载检测电路20还包括第一延时单元260，第一延时单元260的输入端与比较模块240的输出端连接，第一延时单元260的输出端分别与逻辑模块210的第二输入端A2以及系统电路110的第二反馈端连接。其中，在负载检测电路20共用IO口的情况下，第一延时单元260通过第二控制模块250连接至系统电路110的第二反馈端。第一延时单元260用于对比较模块240输出的电平信号进行延时，以保证系统电路110和逻辑模块210具有足够的延时时间才可以接收到比较模块240输出的电平信号，有利于提高负载检测电路20的抗干扰能力。其中，第一延时单元260可以由振荡器和触发器组成。

图11为本发明实施例提供的一种第二控制模块的结构示意图，参考图11和图10，可选地，第二控制模块250包括第二振荡单元2501、第四延时单元2502和分频单元2503，第四延时单元2502的第一输入端与第二振荡单元2501的输出端连接，第四延时单元2502的第二输入端连接至比较模块240的输出端，第四延时单元2502的输出端与分频单元2503的第一输入端连接，分频单元2503的第二输入端与第二振荡单元2501的输出端连接，分频单元2503的输出端OUT3与系统电路110的第一反馈端连接。

其中，分频单元2503用于降低比较模块240输出的电平信号的工作频率，便于系统电路110能够检测到该电平信号，有利于提高负载检测的准确性。

在本实施例中，第四延时单元2502也可以为脉冲式开启结构，用于在延时时间内向分频单元2503传输对应的信号，例如，第四延时单元2502的结构可以与图3所示的第一控制模块220的结构相同，其具体工作原理可参考对图3所示第一控制模块220的具体描述，不再赘述。

图12为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，参考图12，在上述各技术方案的基础上，可选地，本实施例提供的负载检测电路20还包括信号检测模块270，信号检测模块270的输入端与系统电路110的第一反馈端连接，信号检测模块270的输出端与逻辑模块240的第一输入端A1连接。信号检测模块270用于对系统电路110输出的触发信号进行检测，此时，系统电路110输出的触发信号可以为脉冲信号，负载检测电路20根据该脉冲信号启动，相对于负载检测电路20根据高电平触发信号启动的方式，本实施例提供的技术方案能够提高整体电路的抗干扰性能。

图13为本发明实施例提供的一种信号检测模块的结构示意图，参考图12和图13，信号检测模块270包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第二电阻R2、第二延时单元2701和第一与门I5，第一晶体管Q1的栅极与系统电路110的第一反馈端连接，第一晶体管Q1的第一极接入检测电压VM(即与系统电路110的第二端连接)，第一晶体管Q1的第二极与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端接入电源电压VCC；第二晶体管Q2的第一极与第二电阻R2的第二端连接，第二晶体管Q2的第二极与第三晶体管Q3的第一极连接，第三晶体管Q3的第二极接地，第二晶体管Q2的栅极和第三晶体管Q3的栅极均与第二电阻R2的第一端连接；第二延时单元2701的输入与第三晶体管Q3的第一极连接，第二延时单元2701的输出端与第一与门I5的第一输入端连接，第一与门I5的第二输入端与第二延时单元2701的输入端连接，第一与门I5的输出端与逻辑模块270的第一输入端A1连接，也即OUT4端为信号检测模块270的输出端。

具体地，当系统电路110输出的触发信号使得第一晶体管Q1导通时，检测电压VM传输至第二晶体管Q2和第三晶体管Q3的栅极，第二晶体管Q2和第三晶体管Q3的沟道类型相反，例如，第二晶体管Q2为P型管，第三晶体管Q3为N型管，第二晶体管Q2或第三晶体管Q3根据其栅极的电压导通。这里，第二电阻R2为上拉电阻，以保证第二晶体管Q2和第三晶体管Q3栅极的检测电压VM的稳定性。当检测电压VM较小使得第二晶体管Q2导通且第三晶体管Q3关断时，电源电压VCC经第二晶体管Q2传输至第二延时单元2701的输入端和第一与门I5的第二输入端，经过第二延时单元2701的延时后，第一与门I5输出高电平信号，系统进入负载检测模式。其中，电源电压VCC可以由电池电压转换而来，也可以为单独的电压。

当检测电压VM较大使得第三晶体管M3导通时，地电压经第二晶体管Q2传输至第二延时单元2701的输入端和第一与门I5的第二输入端，经过第二延时单元2701的延时后，第一与门I5输出低电平信号，即信号检测模块270输出低电平信号至逻辑模块210的第一输入端A1。

图14为本发明实施例提供的一种信号检测模块的结构示意图，参考图12和图14，信号检测模块270包括第三延时单元2702、计数单元2703、第三计时单元2704和第三判断单元2705；第三延时单元2702的输入端与系统电路110的第一反馈端连接，第三延时单元2702的输出端分别与计数单元2703的第一输入端和第三计时单元2704的第一输入端连接，计数单元2703的第二输入端与第三延时单元2704的输入端连接，计数单元2703的输出端与第三判断单元2705的第一输入端连接，第三计时单元2704的第二输入端与第三延时单元2702的输入端连接，第三计时单元2704的输出端与第三判断单元2705的第二输入端连接，第三判断单元2705的输出端与逻辑模块210的第一输入端A1连接。

具体地，计数单元2703对系统电路110输出的触发信号和经过第三延时单元2702延时后的触发信号的脉冲数量进行计数，当脉冲数量达到预设数量时输出第一类信号；同时第三计时单元2704对系统电路110输出的触发信号和经过第三延时单元2702延时后的触发信号进行计时，并在第三延时单元2702的延时时间内输出第二类信号。第三判断单元2705根据接收到的满足条件的第一类信号和第二类信号进行逻辑判断，并输出高电平信号至逻辑模块210的第一输入端A1。

在本实施例中，第二延时单元2701和第三延时单元2702均可以包括振荡器和触发器，本实施例不对其具体结构进行限定，只要能够起到延时作用即可。

本实施例提供的技术方案，通过增加信号检测模块270，使得系统电路110能够输出脉冲信号以触发负载检测电路20进入负载检测模式，有利于提高电路的抗干扰性能。

图15为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，参考图15，第一开关模块120包括第四晶体管Q4，第四晶体管Q4的第一极与系统电路110的第二端连接，第四晶体管Q4的第二极与电池的负极连接，第四晶体管Q4的栅极与逻辑模块210的第一输出端A3连接；第二开关模块230包括第五晶体管Q5，第五晶体管Q5的第一极与第一电阻R1的第二端连接，第五晶体管Q5的第二极与电池的负极连接，第五晶体管Q5的栅极与第一控制模块220的输出端连接。这里，第四晶体管Q4和第五晶体管Q5可以均为N型晶体管。当然，在其他实施例中，第四晶体管Q4和第五晶体管Q5也可以均为P型晶体管。

图16为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，参考图16，第四晶体管Q4连接于电池的正极和系统电路110的第一端之间，第五晶体管Q5和第一电阻R1串接于电池的正极和系统电路110的第一端之间，形成电池的正极保护结构，与图15所示的负极保护结构相似。本发明任意实施例所提供的负载检测电路20同样适用于图16所示的电路结构，同样具备本发明任意实施例所描述的有益效果，其具体工作原理不再赘述。

图17为本发明实施例提供的另一种负载检测电路的结构示意图，其中，图17所示结构为分立保护结构，分别通过两个晶体管(第五晶体管Q5和第六晶体管Q6)实现电池与系统电路110之间的充放电。参考图17，可选地，第一开关模块120包括第四晶体管Q4和第六晶体管Q6，第四晶体管Q4的第一极与第六晶体管Q6的第二极连接，第六晶体管Q6的第一极与系统电路110的第二端连接，第四晶体管Q4的第二极与电池的负极连接，第四晶体管Q4的栅极与逻辑模块210的第一输出端A3连接，第六晶体管Q6的栅极与电池保护电路的输出端连接。本发明任意实施例所提供的负载检测电路20同样适用于图17所示的电路结构，同样具备本发明任意实施例所描述的有益效果，其具体工作原理不再赘述。

可选地，本发明还提供了一种电池系统，该电池系统包括电池、系统电路、第一开关模块和电池保护电路、以及本发明任意实施例所提供的负载检测电路，其中电池可以为锂电池。在其他实施例中，电池也可以为其他类型的电池。因此，本实施例提供的电池系统同样具备本发明任意实施例所描述的有益效果，其具体工作原理不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种负载检测电路，其特征在于，用于电池系统的负载检测，所述电池系统包括电池、系统电路和第一开关模块，所述电池的第一极与所述系统电路的第一端连接，所述系统电路的第二端与所述第一开关模块的第一端连接，所述第一开关模块的第二端与所述电池的第二极连接；所述负载检测电路包括：逻辑模块、第一控制模块、比较模块、第二开关模块和第一电阻；

所述逻辑模块的第一输入端连接至所述系统电路的第一反馈端，所述逻辑模块的第一输出端与所述第一开关模块的控制端连接，所述逻辑模块用于在进行负载检测时输出第一控制信号以控制所述第一开关模块关断；

所述第一控制模块的输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第一控制模块的输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述第一控制模块用于在进行负载检测时输出第二控制信号以控制所述第二开关模块导通；其中，所述第二开关模块的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端与所述系统电路的第二端连接，所述第二开关模块的第二端与所述电池的第二极连接；

所述比较模块的第一输入端接入参考电压，所述比较模块的第二输入端与所述系统电路的第二端连接，所述比较模块的输出端分别连接至所述逻辑模块的第二输入端以及所述系统电路的第二反馈端，所述比较模块用于在所述系统电路第二端的检测电压大于所述参考电压时，向所述系统电路反馈负载异常信号。

2.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述第一控制模块包括第一振荡单元、第一计时单元和第一判断单元；

所述第一振荡单元的输出端与所述第一计时单元的控制端连接，所述第一计时单元的输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第一判断单元的第一输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第一判断单元的第二输入端与所述第一计时单元的输出端连接，所述第一判断单元的输出端与所述第二开关模块的控制端连接，所述第一判断单元用于在所述第一计时单元计时第一预设时间期间输出所述第二控制信号。

3.根据权利要求2所述的负载检测电路，其特征在于，所述第一控制模块还包括第二计时单元和第二判断单元；

所述第二计时单元的控制端与所述第一振荡单元的输出端连接，所述第二计时单元的输入端与所述逻辑模块的第二输出端连接，所述第二计时单元的输出端与所述第二判断单元的第二输入端连接，所述第二判断单元的第一输入端与所述第二计时单元的输入端连接，所述第二判断单元的输出端与所述比较模块的使能端连接，所述第二判断单元用于在所述第二计时单元计时第二预设时间期间内输出第三控制信号，以控制所述比较模块启动；

其中，所述第二预设时间大于所述第一预设时间。

4.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，还包括第一延时单元，所述第一延时单元的输入端与所述比较模块的输出端连接，所述第一延时单元的输出端分别与所述逻辑模块的第二输入端以及所述系统电路的第二反馈端连接。

5.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，还包括信号检测模块，所述信号检测模块的输入端与所述系统电路的第一反馈端连接，所述信号检测模块的输出端与所述逻辑模块的第一输入端连接。

6.根据权利要求5所述的负载检测电路，其特征在于，

所述信号检测模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第二电阻、第二延时单元和第一与门；

所述第一晶体管的栅极与所述系统电路的第一反馈端连接，所述第一晶体管的第一极与所述系统电路的第二端连接，所述第一晶体管的第二极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接入电源电压；所述第二晶体管的第一极与所述第二电阻的第二端连接，所述第二晶体管的第二极与所述第三晶体管的第一极连接，所述第三晶体管的第二极接地，所述第二晶体管的栅极和所述第三晶体管的栅极均与所述第二电阻的第一端连接；

所述第二延时单元的输入与所述第三晶体管的第一极连接，所述第二延时单元的输出端与所述第一与门的第一输入端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第二延时单元的输入端连接，所述第一与门的输出端与所述逻辑模块的第一输入端连接；

或者，

所述信号检测模块包括第三延时单元、计数单元、第三计时单元和第三判断单元；

所述第三延时单元的输入端与所述系统电路的第一反馈端连接，所述第三延时单元的输出端分别与所述计数单元的第一输入端和所述第三计时单元的第一输入端连接，所述计数单元的第二输入端与所述第三延时单元的输入端连接，所述计数单元的输出端与所述第三判断单元的第一输入端连接，所述第三计时单元的第二输入端与所述第三延时单元的输入端连接，所述第三计时单元的输出端与所述第三判断单元的第二输入端连接，所述第三判断单元的输出端与所述逻辑模块的第一输入端连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的负载检测电路，其特征在于，所述系统电路的第一反馈端复用为所述第二反馈端；

所述负载检测电路还包括第二控制模块，所述第二控制模块的输入端与所述逻辑模块的第二输入端连接，所述第二控制模块的输出端与所述系统电路的第一反馈端连接，所述第二控制模块用于对所述比较模块输出的信号进行延时和分频；

所述第二控制模块包括第二振荡单元、第四延时单元和分频单元，所述第四延时单元的第一输入端与所述第二振荡单元的输出端连接，所述第四延时单元的第二输入端连接至所述比较模块的输出端，所述第四延时单元的输出端与所述分频单元的第一输入端连接，所述分频单元的第二输入端与所述第二振荡单元的输出端连接，所述分频单元的输出端与所述系统电路的第一反馈端连接。

8.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述逻辑模块包括与非门和第二与门，所述与非门的第一输入端为所述逻辑模块的第一输入端，所述与非门的第二输入端为所述逻辑模块的第二输入端，所述与非门的输出端为所述逻辑模块的第二输出端并与所述第二与门的第一输入端连接，所述第二与门的第二输入端与电池保护电路连接，所述第二与门的输出端为所述逻辑模块的第一输出端。

9.根据权利要求1所述的负载检测电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第四晶体管，所述第四晶体管的第一极与所述系统电路的第二端连接，所述第四晶体管的第二极与所述电池的第二极连接，所述第四晶体管的栅极与所述逻辑模块的第一输出端连接；或者，

所述第一开关模块包括第四晶体管和第六晶体管，所述第四晶体管的第一极与所述第六晶体管的第二极连接，所述第六晶体管的第一极与所述系统电路的第二端连接，所述第四晶体管的第二极与所述电池的第二极连接，所述第四晶体管的栅极与所述逻辑模块的第一输出端连接，所述第六晶体管的栅极与电池保护电路的输出端连接；

所述第二开关模块包括第五晶体管，所述第五晶体管的第一极与所述第一电阻的第二端连接，所述第五晶体管的第二极与所述电池的第二极连接，所述第五晶体管的栅极与所述第一控制模块的输出端连接。

10.一种电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的负载检测电路。

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