CN117613825A - 一种电池保护系统的防短路掉电电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池保护系统防短路掉电电路，包括：电压检测单元，配置为检测电池正极的电压，在所述电池正极的电压满足第一条件时，输出有效的掉电控制信号关闭第一开关，电池的正极通过所述第一开关与所述短路检测单元的电源端相连；驱动单元，配置为响应于所述掉电控制信号以及放电控制信号，输出放电驱动信号控制所述放电开关的导通或截止，所述驱动单元输出放电驱动信号的输出端与单向导通器件的输入端相连，所述单向导通器件的输出端与所述短路检测单元的电源端相连；短路检测单元，配置为检测过流电压检测节点的电压，输出短路保护控制信号使得所述放电开关截止。如此可以降低或避免电池保护系统在负载短路时的损坏风险。

Description

一种电池保护系统的防短路掉电电路

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种电池保护系统的防短路掉电电路。

背景技术

现有技术中针对电池系统负载发生短路的情况，通常会在出现短路时对连接在电池回路中开关管的关断实现，具体为通过短路检测电路进行电压检测，由驱动电路输出控制信号使开关管关断，其中短路检测电路供电采用电池电压经过RC滤波后的电压VCC。没有短路时，驱动电路上拉其输出控制信号，保持开关管的导通。

然而，当电池系统负载发生短路时，在触发短路保护前，大放电电流会通过电芯内阻造成电芯正极/负极输出电压大幅度突降，虽然RC滤波能够使得VCC电压略微滞后于电源正极电压，但是，由于RC滤波电阻电容做大会造成器件成本提升，所以，RC滤波能够实现的VCC滞后电源正极的效果是很有限的，当短路保护延迟时间设置较长，VCC会在触发短路保护之前就跟随降低到电源正极的电位。如果电源正极电位由于短路电流在电芯内阻上的压降作用，降低到了短路检测电路无法正常工作的水平，就会出现短路保护失效烧坏器件的风险。

此外由于驱动电路需要上拉其输出控制信号，而上拉输出控制信号的器件，会存在输出控制信号节点到电池正极之间的寄生体二极管，所以，当短路造成VCC随电池正极电压下降较多时，输出控制信号也会由于上述二极管正偏导通而跟随VCC下降，这又可能造成放电控制管导通不彻底，增加器件烧坏的风险。

发明内容

本发明描述一种电池保护系统防短路掉电电路，可以解决上述技术问题。

该电路应用于电池保护系统，所述电池保护系统包括电池和放电开关，包括：第一开关、单向导通器件、电压检测单元，短路检测单元和驱动单元，其中，电池的正极通过所述第一开关与所述短路检测单元的电源端相连；电压检测单元，配置为检测电池正极的电压，在所述电池正极的电压满足第一条件时，输出有效的掉电控制信号关闭第一开关；所述第一条件表示所述电池正极的电压低于所述驱动单元输出的放电驱动信号的电压；驱动单元，配置为响应于所述掉电控制信号以及放电控制信号，输出放电驱动信号，基于所述放电驱动信号控制所述放电开关的导通或截止，所述驱动单元输出放电驱动信号的输出端与单向导通器件的输入端相连，所述单向导通器件的输出端与所述短路检测单元的电源端相连；短路检测单元，配置为检测过流电压检测节点的电压，在满足过流检测节点的电压高于预设的短路保护阈值以及持续时间大于短路延迟时间阈值时，输出短路保护控制信号使得所述放电开关截止以关断所述电池正极到负极的回路。

在一些实施例中，在所述掉电控制信号为有效时通过所述掉电控制信号使能所述短路检测单元，在所述掉电控制信号为无效时，控制第一开关导通，并非使能所述短路检测单元。

在一些实施例中，所述电路还包括：连接于所述短路检测单元的电源端和电池的负极之间的电容。

在一些实施例中，所述驱动单元包括位于电池的正极和输出端之间上拉通路和位于输出端和电池的负极之间下拉通路，在所述掉电控制信号为无效时，所述驱动单元基于所述放电控制信号控制所述上拉通路和所述下拉通路以产生所述放电驱动信号，在所述掉电控制信号为有效时，切断所述上拉通路，所述驱动单元基于所述放电控制信号控制所述下拉通路以产生所述放电驱动信号。

在一些实施例中，所述掉电控制信号为低电平时为无效，此时控制第一开关导通，由所述电池正极的输出电压为所述短路检测单元提供电源，所述第一开关截止时，所述驱动单元输出放电驱动信号的输出端能够通过所述单向导通器件给所述短路检测单元提供电源。

在一些实施例中，过流电压检测节点为所述放电开关的远离所述电池负极的一端，或为充电开关的远离所述电池负极的一端，所述充电开关和放电开关串联。

在一些实施例中，所述第一开关包括P沟道金属氧化物半导体场效应管PMOS，放电开关和充电开关均包括N沟道金属氧化物半导体场效应管NMOS。

在一些实施例中，所述电压检测单元包括比较器，其比较所述电池正极的电压和所述驱动单元输出的放电驱动信号的电压，并输出比较结果，所述比较结果就是所述掉电控制信号。

在一些实施例中，所述上拉通路包括至少两个串联的开关管，所述下拉通路包括至少一个开关管，当所述掉电控制信号为有效时，控制所述上拉通路中的开关管截止，切断所述上拉通路；所述下拉通路中的开关管在所述放电控制信号的控制下产生所述放电驱动信号，当所述掉电控制信号为无效时，由所述放电控制信号控制所述上拉通路中的开关管以产生所述放电驱动信号。

在一些实施例中，所述上拉通路还可以包括至少一个开关管和单项导通器件的串联，所述下拉通路包括至少一个开关管，当所述掉电控制信号为有效时，控制所述上拉通路中的单项导通器件截止，切断所述上拉通路；所述下拉通路中的开关管在所述放电控制信号的控制下产生所述放电驱动信号，当所述掉电控制信号为无效时，由所述放电控制信号控制所述上拉通路中的开关管和单项导通器件导通以产生所述放电驱动信号。

在本说明书实施例提供的上述电路中，当电池系统负载发生短路时，在触发短路保护前，通过提供稳定的电源给短路检测单元，使其可以正常工作，降低出现短路保护失效烧坏器件的风险。并且改进驱动单元的电路结构，通过上拉开关信号的设计，使电池充放电回路中的开关管彻底导通，降低器件烧坏的风险。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出现有技术中短路保护电路1的电路示意图；

图2示出现有技术驱动模块DRIVER内部与短路保护相关的电路示意图；

图3示出现有技术中短路保护电路2的电路示意图；

图4示出现有技术中短路保护电路3的电路示意图；

图5示出现有技术电芯BATTERY的等效电路示意图；

图6示出本申请实施例提供的一种电池保护系统的防短路掉电电路模块示意图；

图7示出本申请实施例提供的一种电池保护系统的防短路掉电电路实施例一结构示意图；

图8示出本申请实施例提供的一种驱动模块DRIVER的电路结构实施例四示意图；

图9示出本申请实施例提供的一种驱动模块DRIVER的电路结构实施例五示意图；

图10示出本申请实施例提供的一种驱动模块DRIVER的电路结构实施例六示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本说明书提供的方案进行描述。

为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请实施例的描述中，“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。另外，除非另有说明，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

除非特别说明，本文中的连接、相连、相接、耦接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连，A和B间接相连是指A和B可以通过其他元器件或电路(比如电阻、电容、滤波电路等)相连。

以锂电池为例，常用的锂电池的最低正常工作电压范围一般在2.8伏到3.0伏，最高正常工作电压一般在4.2伏到4.25伏，当过放电放到2.8伏以下时，容易使锂电池损坏，当充电高于4.2伏，也容易使锂电池损坏。为了让锂电池工作在3.0伏到4.2伏的安全区间，需要使用电池保护板，使用两个开关管的串联作为一组电子开关。

图1示出现有技术中短路保护电路1的电路示意图，如图1所示，BATTERY是电芯，R是滤波电阻，C是滤波电容，VCC为经过RC滤波处理后的电源，电源VCC为短路检测模块供电，驱动模块DRIVER根据电池保护系统的控制信号，在正常允许充放电的情况下，输出开关信号CO、DO使开关管MND、MNC导通的高电平。当B+/P-之间出现短路，短路电流流过开关管MND、MNC产生电压，短路检测模块检测到P-电压高于短路保护阈值，且时间超过保护延迟时间，即通过输出信号DO_CTRL控制驱动模块DRIVER，使开关信号DO输出令MND截止的低电位。

驱动模块Dr iver用于发送开关信号CO、DO到开关管MND、MNC的栅极，开关管MNC、MND在栅极电流为低电位时截止，切断充电回路或者放电回路的导通与关断。

B+、B-分别接电芯BATTERY的正极和负极，B+、P-分别为电芯BATTERY对外输出电压或者充电的端口，VCC是电源正极，没有短路的情况下，DO、CO输出高电压，两个MOS管MND、MNC都处于导通状态，电芯BATTERY进行充电和放电。

充电时，B+、P-分别连接充电装置的正极和负极，短路检测模块检测开关管MNC第一端的输出电压，也就是P-电压，当第一端输出电压升高到门限电压，也就是过充保护电压，并且时间超过保护延迟时间，判断此时B+/P-之间出现短路，通过输出信号DO_CTRL控制驱动模块DRIVER，使CO输出高电位，MNC截止，切断了充电回路，充电装置不能在对电芯BATTERY充电，对电芯BATTERY起到了保护作用。

其中在短路检测模块检测到P-电压超出短路保护阈值，会设置一个延迟时间，在短路电流持续时间大于该延迟时间时，才会使输出控制信号DO产生截止MND的相应电位。

同理，电芯BATTERY放电时，短路检测模块SHORT DETCCTOR检测开关管MNC第一端的输出电压，当第一端输出电压下降到短路保护阈值，并且持续时间超过延迟时间，输出控制信号DO_CTRL控制驱动模块DRIVER，使DO输出高电位，开关管MND截止，切断放电回路。

图2示出现有技术驱动模块DRIVER内部与短路保护相关的电路示意图，如图2所示，当发生短路保护时，短路检测电路发出控制信号DO_CTRL到驱动模块DRIVER，假定短路保护发生时，控制信号DO_CTRL为高电平，MOS管MPC和MNA为两个MOS管组成的反相器，MOS管MPC实现上拉DO的作用，MOS管MNA实现下拉DO的作用。

当短路保护发生时，DO_CTRL为高电平，下拉MOS管MNA工作，MOS管MPC处于截止状态，DO强制输出低电位B-，在DO的作用下，开关管MND截止。

当未发生短路保护时，DO_CTRL输出低电平，DO输出高电位VCC，在DO的作用下，开关管MND导通。

图3示出现有技术中短路保护电路2的电路示意图，图4示出现有技术中短路保护电路3的电路示意图，如图3和图4所示，和图1所示的短路保护电路1的区别在于短路检测单元SHORT DETECTOR的电流检测输入信号取点P-不同。

然而，当电池系统负载发生短路时，在触发短路保护前，大电流放电会通过电芯内阻造成电芯B+/B-输出电压大幅度突降，虽然R滤波电阻，C滤波电容滤波能够使得VCC电压略微滞后于B+电位，但，由于RC滤波电阻电容做大会造成器件成本提升，所以，RC能够实现的VCC滞后B+的效果是很有限的，当短路保护延迟时间设置较长，VCC会在触发短路保护之前就跟随降低到B+的电位。如果B+电位由于短路电流在电芯内阻上的压降作用，降低到了短路检测电路无法正常工作的水平，就会出现短路保护失效烧坏器件的风险。

图5示出现有技术电芯BATTERY的等效电路示意图，如图5所示，电芯可等效为电阻R_BAT串联电容C_BAT，R_BAT即为电芯的等效内阻。当电芯输出电流时，电流流过电芯内阻会即刻形成一个压降。

由于驱动电路需要上拉DO，而上拉DO的器件，如图2所示的MOS管MPC会存在DO到VCC之间的寄生体二极管，所以，当B+/P-短路造成VCC随B+电压下降较多时，DO也会由于DO到VCC之间的二极管正偏导通而跟随VCC下降，这又可能造成开关管MND导通不彻底，增加器件烧坏的风险。并且当电池系统负载发生短路时，在触发短路保护前，大电流放电会造成电芯电压大幅度突降，可能造成短路检测保护电路功能失效；电池放电管栅极驱动电压也会随电芯电压而下降，这会造成放电管发热变大。上述两种影响都会增加电池系统负载短路时损坏的风险。本申请为避免上述风险，通过形成单向导通通路，避免功率管栅极电容在电芯电压突降时跟随下降，并利用功率管栅极电容上的驱动电压，在短路发生时，为短路模块提供维持正常工作的电压。

常见的短路保护有限流型，减流型，关断型(可恢复和不可恢复)等，本申请实施例针对短路保护电路中的关断型进行改进，需要说明的是，对其他类型的短路保护电路本申请实施例也同样适用。图6示出本说明书实施例提供的一种电池保护系统的防短路掉电电路结构示意图，如图6所示，该防短路掉电电路应用在设备例如电池保护板等电源的检测和保护方面，包括短路检测单元，驱动单元和电压检测单元，短路检测单元在一些实施方式中是短路检测电路，驱动单元在一些实施方式中是驱动电路，电压检测单元在一些实施方式中是电压检测电路。

具体地，第一开关，其中电池的正极通过所述第一开关与所述短路检测单元的电源端相连。

电压检测单元，配置为检测电池正极电压，在电池正极的电压满足第一条件时，输出有效的掉电控制信号关闭第一开关；所述第一条件表示所述电池正极的电压低于所述驱动单元输出的放电驱动信号的电压。

驱动单元，配置为响应于所述掉电控制信号以及放电控制信号，输出放电驱动信号，基于所述放电驱动信号控制所述放电开关的导通或截止，所述驱动单元输出放电驱动信号的输出端与单向导通器件的输入端相连，所述单向导通器件的输出端与所述短路检测单元的电源端相连。

短路检测单元，配置为检测过流电压检测节点电压，在满足过流检测节点电压高于预设的短路保护阈值以及持续时间大于短路延迟时间阈值时，输出短路保护控制信号使得所述放电开关截止以关断所述电池正极到负极的回路。

过流检测节点为放电开关远离电芯负极的一端，也可以为充电开关的远离所述电池负极的一端。充电开关和放电开关串联。需要说明的是，本申请实施例所说的电芯即代表电池。

实施例一

本申请实施例提供的防短路掉电电路，短路检测单元取放电开关MND远离电芯负极的一端。图7示出本申请实施例提供的一种电池保护系统防短路掉电电路实施例一的电路结构示意图，如图7所示：

当所述电芯正极电压B+经过RC滤波后的电源VCC的输出电压不满足第一条件时输出无效的掉电控制信号DO_H打开第一开关MP1，所述电源VCC到所述短路检测电路的通路被打开，由所述电源VCC的输出电压为所述电压检测模块提供电源V_HIGH。在大电流放电造成电芯电压大幅度下降时，也可以保证短路检测单元保护电路功能正常工作。

当未检测到电源VCC低于驱动模块输出的开关管控制信号电压时，即第一条件不满足时，由电源VCC为短路检测电路提供电源，保证短路检测单元保护电路功能正常工作。具体地，响应于驱动模块输出的B-电位的掉电控制信号，另第一开关MP1导通，电源电压VCC流过第一开关到达短路检测单元的电源V_HIGH。

当检测到电源VCC低于驱动模块输出的开关管控制信号电压时，即第一条件满足时，输出有效的掉电控制信号关闭第一开关。

短路检测单元在电芯发生短路时，持续时间大于延迟时间后，短路检测单元输出短路保护控制信号关闭放电开关MND实现对电芯放电通路的关断。

对充电通路的关断和导通原理同放电回路，此处不再赘述。

在一个实施例中，单向导通器件包括单向导通二极管。

短路检测单元的电源V_HIGH通过第一开关MP1的和单向导通二极管Diode1的关闭获取相应的电压。根据放电开关远离电芯负极的输出电压P-，来判断短路情况是否发生，并在短路发生时根据该电压提供检测信号至短路检测单元。

需要说明的是，图7中的control s ignals代表一系列电路控制信号，对应到图8、9、10中就是DO_CTRL信号。

在一个实施例中，当电路中出现放电过压或者放电过流保护等情况时，control signals信号控制驱动单元产生低电位的DO信号到放电开关MND，切断放电回路。

在一个实施例中，掉电控制信号DO_H为高电平时，响应于该信号，驱动单元截止上拉通路，下拉其输出的放电控制信号DO，该信号输出到放电开关MND的栅极。掉电控制信号DO_H为高电平时，使能短路检测单元，在过流检测节点P-的电压高于预设的短路保护阈值以及持续时间大于短路延迟时间阈值时,短路检测单元输出低电平的短路保护控制信号到放电开关MND的栅极。

在一个实施例中，电压检测单元输出掉电控制信号DO_H，当DO_H的电位和驱动单元输出的短路保护控制信号DO的电位相同时，使能短路检测单元，在检测到过流电压检测节点P-的电压高于预设的短路保护阈值以及持续时间大于短路延迟时间阈值时，输出低电平的短路保护控制信号到放电开关MND，使放电开关MND截止。

在一个实施例中，当DO_H的电位为电芯负极B-电位时，非使能短路检测单元。此时，由驱动单元提供到放电开关MND栅极的DO信号。

第一开关和放电开关可以为通过逻辑电平信号控制其导通或截止的开关器件，或者可以是通过逻辑电平信号控制实现开启和关闭的电路模块。

可选的，作为本发明的一个实施例，第一开关可以为P沟道金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)管，源极接短路检测单元的电源V_HIGH，漏极接电源VCC，栅极接电压检测单元输出的第一开关信号DO_H。

可选的，作为本发明的另一个实施例，放电开关MND为N沟道MOS管，源极连接电池负极B-，漏极连接充电开关MOS管的源极，栅极与短路检测单元的输出的短路保护控制信号DO连接。

可选的，作为本发明的另一个实施例，充电开关和放电开关串联，充电开关可以为N沟道MOS管，源极连接电池负极B-，漏极连接放电开关MOS管的漏极，栅极与短路检测单元的输出的充电开关信号CO连接。

可选的，作为本发明的另一个实施例，第一开关为N沟道MOS管时，放电开关，充电开关可以为N沟道MOS管，但本发明实施例并不局限于此，例如：放电开关也可以为NPN型三极管，或者还可以为负载开关(loadswitch)器件。类似的，放电开关为P沟道MOS管时，第一开关可以为N沟道MOS管，但本发明实施例并不局限于此，例如：第一开关也可以为NPN型三极管，或者还可以为loadswitch器件。

第一开关管MP1可以为PMOS管，其栅极连接电压检测单元输出的掉电控制信号DO_H，当该输出信号为低电平时，第一开关MP1导通。第一开关MP1的第二端(漏极D)连接电源VCC,第一端连接短路检测单元的电源V_HIGH，当第一开关MP1栅极为低电位时，电源VCC流经第一开关MP1，在第一端(源极S)将电压VCC提供到短路检测单元的电源V_HIGH。保证了在未发生短路保护时，短路检测单元的电源供给。

当在电源正极B+和P-之间出现短路时，在上述短路保护延迟时间设置较长，短路造成的大电流放电会造成B+/B-输出电压大幅度下降，短路保护未开始时，电源VCC会在触发短路保护之前就跟随降低到B+电位，如果B+电位降低到短路检测电路无法正常工作的水平，就会出现短路保护失效烧坏器件的风险。

当在电源正极B+和P-之间未发生短路时，短路检测单元处于非使能状态，此时DO_H信号为低电压，驱动单元在DO_H信号、DO_CTRL信号的控制下，通过上拉通路输出高电压的DO信号到放电开关的栅极，使放电通路导通。如果电路中发生除短路以外的故障，比如过压或者过流，则通过DO_CTRL信号控制驱动单元，输出低电压的DO信号到放电开关的栅极，使放电回路截止。

因此，本申请提供的实施例中，在短路发生时，触发短路保护之前，电压检测电路检测电源VCC的电压低于驱动模块输出的短路保护控制信号电压时，电源VCC发生了大幅度下降，判断系统发生了短路，输出电位为DO的DO_H信号，第一开关MP1截止，此时驱动电路输出的放电驱动信号DO为高电平，连接到二极管Diode1的上极板，二极管Diode1的下极板连接短路检测模块的电源V_HIGH，因为第一开关MP1截止，DO到短路检测模块之间通过二极管Diode1单向导通，由DO为短路检测模块提供电源。在短路刚发生时，使短路检测电路具有稳定可靠的电源提供，保证了短路检测电路正常工作。

本申请实施例还包括电容C1，其一端连接第一开关MP1的第一端，另一端连接电池负极B-，起到稳压的作用，以及短暂的通过该电容为短路检测单元供电。

实施例二

本申请实施例提供的防短路掉电电路，短路检测单元取充电开关远离电芯负极的一端。当短路检测单元处于使能状态时，检测到充电开关远离电芯负极的输出电压P-低于预设电压阈值并且持续时间超过预设的延迟时间，触发短路保护。其余实施方式同实施例一。

实施例三

本申请实施例提供的防短路掉电电路，短路检测单元取放电开关靠近电芯负极的一端。当短路检测单元处于使能状态时，当检测到放电开关靠近电芯负极的输出电压P-低于预设电压阈值并且持续时间超过预设的延迟时间，触发短路保护。其余实施方式同实施例一。

在解决短路保护启动前的短路检测模块供电问题后，现有技术还存在另一个问题，发生短路时，电池电压下降，放电MND栅极的驱动电压也随着电池电压下降，造成放电开关MND发热变大，增加器件烧坏的风险。

针对这一问题，本申请实施例提供一种驱动电路，可以解决上述问题。

实施例四，图8示出本申请实施例提供的一种驱动模块DRIVER的电路结构实施例四示意图，如图8所示，驱动电路包括串联的第一MOS管MPC，第二MOS管MPB，第三MOS管MPA以及第四MOS管MNA，其中第一MOS管MPC的源极连接电池正极B+，漏级连接第二MOS管MPB的源极，栅极连接驱动电路控制信号DO_CTRL，第二MOS管MPB的源极连接第一MOS管MPC的漏极，漏级连接第三MOS管MPA的源极，栅极连接电压检测电路输出的控制信号DO_H；第三MOS管MPA的漏极连接第二MOS管MPB的漏极，源极连接第四MOS管MNA的漏极，栅极和电压检测电路输出的第一开关信号DO_H连接；第四MOS管MNA的漏极连接第三MOS管MPA的源极，源极和电池负极B-连接，栅极连接驱动电路的控制信号DO_CTRL。

实施例四提供的驱动电路工作原理为：当B+/P-连接的负载没有发生短路且未发生其他会导致禁止放电的保护时，电压检测电路输出的掉电控制信号DO_H输出B-电位，第二MOS管MPB和第三MOS管MPA导通，放电控制信号DO_CTRL输出低电平，第一MOS管MPC导通，第四MOS管MNA截止，驱动电路输出的放电驱动信号DO为电池正极B+电位，放电开关MND处于导通状态，电池正常充放电。也就是说，当电源VCC不低于DO电压时，DO_H输出低电压，不影响DO_CTRL对DO上拉和下拉通路的控制。

当B+/P-连接的负载发生短路未启动短路保护时，电源VCC电压低于DO电压，电压检测电路输出的掉电控制信号DO_H输出高电位，该电位与驱动电路输出的放电驱动信号DO的电位相同。第二MOS管MPB和第三MOS管MPA截止，由于MOS管的制造工艺，第二MOS管和第三MOS管均存在寄生二极管，且由于第二MOS管MPB和第三MOS管MPA的bulk连接，使得该通路双向都存在反偏截止的二极管，因此实现了该通路的双向截止，也就是说，在电源VCC低于DO的电压时，DO_H输出高电压，截断了DO的上拉通路，不影响DO_CTRL对下拉DO通路的控制。

实施例五，图9示出本申请实施例提供的一种驱动模块DRIVER的电路结构实施例五示意图，如图9所示，驱动电路包括串联的第一MOS管MPC，第三MOS管MPA、第四MOS管MNA和或门，第一MOS管MPC的源极连接电池正极B+，漏极连接第三MOS管的漏极，栅极连接驱动电路的控制信号DO_CTRL和电压检测电路输出的开关控制信号DO_H经过或门的输出信号；第三MOS管MPA漏极连接第一MOS管的漏极，源极连接第四MOS管的漏极，栅极连接和第一MOS管的栅极连接同一信号；第四MOS管的漏极连接第三MOS管的源极，漏极连接电池负极B-，栅极连接驱动电路的控制信号DO_CTRL。

实施例五提供的驱动电路工作原理为：当B+/P-连接的负载没有发生短路且未发生其他会导致禁止放电的保护时，电压检测电路输出的掉电控制信号DO_H输出低电位，DO_H和DO_CTRL经过或门后输出低电平信号，第一MOS管MPC导通，第三MOS管MPA导通，第四MOS管MNA截止，DO信号输出电池正极B+电位。也就是说，当电源VCC不低于DO电压时，DO_H输出低电压，不影响DO_CTRL对DO上拉和下拉通路的控制。

当B+/P-连接的负载发生短路时，电源VCC电压低于DO电压，电压检测电路输出的掉电控制信号DO_H输出高电位，该电位与驱动电路输出的放电驱动信号DO的电位相同，截断DO的上拉通路，不影响DO_CTRL对下拉通路的控制。

实施例六，图10示出本申请实施例提供的一种驱动模块DRIVER的电路结构实施例四示意图，如图10所示，驱动电路包括串联的第一MOS管MPC、二极管Dioad2和第四MOS管MNA，第一MOS管MPC源极连接电源VCC，漏极连接二极管Diode2的正极；二极管Dioad2的负极连接第四MOS管MNA的漏极；第四MOS管MNA的源极连接电芯负极B-。

实施例六提供的驱动电路工作原理为：当B+/P-连接的负载没有发生短路且未发生其他会导致禁止放电的保护时，放电控制信号DO_CTRL输出低电压，DO_H输出低电压，第一MOS管MPC导通，第四MOS管MNA截止，二极管Dioad2导通，输出DO信号电平为VCC。

当B+/P-连接的负载发生短路时，电源VCC电压低于DO电压，DO_H输出高电平，经过或门后输出也为高电平，第一MOS管MPC截止，二极管Diode2防止DO信号向电芯正极B+反灌电流。此时DO_CTRL可能为两个状态，当DO_CTRL输出为高电压时，第四MOS管MNA导通，DO信号输出为低电压。当DO_CTRL输出为低电压时，第四MOS管MNA截止，DO信号状态由短路检测单元决定。具体地，DO_H此时为高电压，使能短路检测单元，短路检测单元在满足短路保护条件时输出DO信号为低电平。

根据另一方面的实施例，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行结合图6所描述的方法。

根据再一方面的实施例，还提供一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现结合图6所描述的方法。本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池保护系统防短路掉电电路，应用于电池保护系统，所述电池保护系统包括电池和放电开关，其特征在于，包括：第一开关、单向导通器件、电压检测单元，短路检测单元和驱动单元，其中，

电池的正极通过所述第一开关与所述短路检测单元的电源端相连；

电压检测单元，配置为检测电池正极的电压，在所述电池正极的电压满足第一条件时，输出有效的掉电控制信号关闭第一开关；所述第一条件表示所述电池正极的电压低于所述驱动单元输出的放电驱动信号的电压；

驱动单元，配置为响应于所述掉电控制信号以及放电控制信号，输出放电驱动信号，基于所述放电驱动信号控制所述放电开关的导通或截止，所述驱动单元输出放电驱动信号的输出端与单向导通器件的输入端相连，所述单向导通器件的输出端与所述短路检测单元的电源端相连；

短路检测单元，配置为检测过流电压检测节点的电压，在满足过流检测节点的电压高于预设的短路保护阈值以及持续时间大于短路延迟时间阈值时，输出短路保护控制信号使得所述放电开关截止以关断所述电池正极到负极的回路。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，在所述掉电控制信号为有效时通过所述掉电控制信号使能所述短路检测单元，

在所述掉电控制信号为无效时，控制第一开关导通，并非使能所述短路检测单元。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其还包括：

连接于所述短路检测单元的电源端和电池的负极之间的电容。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述驱动单元包括位于电池的正极和输出端之间上拉通路和位于输出端和电池的负极之间下拉通路，

在所述掉电控制信号为无效时，所述驱动单元基于所述放电控制信号控制所述上拉通路和所述下拉通路以产生所述放电驱动信号，

在所述掉电控制信号为有效时，切断所述上拉通路，所述驱动单元基于所述放电控制信号控制所述下拉通路以产生所述放电驱动信号。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，

所述掉电控制信号为低电平时为无效，此时控制第一开关导通，由所述电池正极的输出电压为所述短路检测单元提供电源，

所述第一开关截止时，所述驱动单元输出放电驱动信号的输出端能够通过所述单向导通器件给所述短路检测单元提供电源。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，过流电压检测节点为所述放电开关的远离所述电池负极的一端，或为充电开关的远离所述电池负极的一端，所述充电开关和放电开关串联。

7.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第一开关包括P沟道金属氧化物半导体场效应管PMOS，放电开关和充电开关均包括N沟道金属氧化物半导体场效应管NMOS。

8.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述上拉通路包括至少两个串联的开关管，所述下拉通路包括至少一个开关管，

当所述掉电控制信号为有效时，控制所述上拉通路中的开关管截止，切断所述上拉通路；所述下拉通路中的开关管在所述放电控制信号的控制下产生所述放电驱动信号，

当所述掉电控制信号为无效时，由所述放电控制信号控制所述上拉通路中的开关管以产生所述放电驱动信号。

9.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述上拉通路还可以包括至少一个开关管和单项导通器件的串联，所述下拉通路包括至少一个开关管，

当所述掉电控制信号为有效时，控制所述上拉通路中的单项导通器件截止，切断所述上拉通路；所述下拉通路中的开关管在所述放电控制信号的控制下产生所述放电驱动信号，

当所述掉电控制信号为无效时，由所述放电控制信号控制所述上拉通路中的开关管和单项导通器件导通以产生所述放电驱动信号。

10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压检测单元包括比较器，其比较所述电池正极的电压和所述驱动单元输出的放电驱动信号的电压，并输出比较结果，所述比较结果就是所述掉电控制信号。