CN208862584U - 一种集成充电电池保护功能电路、单片机以及充放电电路 - Google Patents

Abstract

一种集成充电电池保护功能电路、单片机以及充放电电路，其包括充电检测端口、与充电电池正极和负极连接的电源端口和地端口，与电源端口连接的时钟电路，与所电源端口连接的偏置与基准电路，与偏置与基准电路、电源端口及地端口连接的电池保护电路，与时钟电路、偏置与基准电路以及电池保护电路连接的单片机控制电路，与充电电池负极、单片机控制电路以及地端口连接的功率开关电路。通过整合电池保护电路和实现形式多样的控制功能的单片机控制芯片，既简化了系统又提高了系统工作的可靠性，避免了电池过度放电或者过度充电造成电池损伤的同时实现多种具体操作控制，有利于单片机空间资源的有效利用和集约化生产，降低系统生产成本。

Description

一种集成充电电池保护功能电路、单片机以及充放电电路

技术领域

本实用新型属于半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种集成充电电池保护功能电路、单片机以及充放电电路。

背景技术

目前，在电池供电的控制系统中，常常使用单片机来实现形式多样的控制系统，例如：玩具控制系统、电机控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统等。而在某些可充电电池的应用中，为了保证系统安全，现有技术通常是在系统中增设对可充电电池保护的控制电路，以防止可充电电池发生过充、过放、过流和短路等危险。此外，由于传统的单片机的I/O口驱动能力弱，为了达到实际的控制效果，系统通常需要增设驱动电路。

然而，为实现充电电池的保护功能，使得控制系统的电路变得异常复杂，不仅增加了硬件成本，还会占用单片机的I/O口资源，造成单片机资源紧缺，使其应用范围受限。

因此，传统的技术方案中存在的电池供电控制系统存在电路结构复杂、单片机资源紧缺和硬件成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种集成充电电池保护功能电路、单片机以及充放电电路，旨在解决传统的技术方案中存在的电池供电控制系统存在电路结构复杂、单片机资源紧缺和硬件成本高的问题。

一种集成充电电池保护功能电路，包括：

用于与所述充电电池正极连接的电源端口，所述电源端口与所述充电正端口共接；

用于与所述充电电池负极连接的地端口；

用于接入充电正极信号并检测的充电检测端口；

用于接入充电负极信号的充电负端口；

与所述电源端口连接，用于生成时钟信号的时钟电路；

与所述电源端口连接，用于生成偏置电压和基准电压的偏置与基准电路；

与所述偏置与基准电路、所述电源端口及所述地端口连接，用于根据所述充电电池电压大小判断过充状态或过放状态并输出保护信号的电池保护电路；

与所述时钟电路、所述偏置与基准电路以及所述电池保护电路连接，用于接收并根据所述保护信号输出开关信号的单片机控制电路；及

与所述单片机控制电路、所述充电负端口以及所述地端口连接，用于接收并根据所述开关信号进行开关所述充电电池充放电回路的功率开关电路。

在其中一个实施例中，所述集成充电电池保护功能电路还包括：与所述电源端口、所述单片机控制电路以及所述充电检测端口连接，用于检测所述充电正极信号和所述充电电池电压变化并输出充电状态信号的检测电路，所述单片机控制电路还用于接收并根据所述充电状态信号输出控制信号；与所述单片机控制电路连接，用于接收并根据所述控制信号输出指示充电状态的驱动信号的驱动电路。

在其中一个实施例中，所述电池保护电路包括：与所述电源端口和地端口连接，用于检测所述充电电池电压的电压检测单元；与所述电压检测单元和所述偏置与基准电路连接，用于输出所述保护信号的电池保护单元；与所述电池保护单元连接，用于对所述保护信号进行处理并输出所述保护信号的逻辑单元。

在其中一个实施例中，所述电压检测单元包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的第一端作为所述电压检测单元的电压检测端并与所述电源端口连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端共接作为所述电压检测单元的第一电压输出端，所述第二电阻的第二端和第三电阻的第一端共接作为所述电压检测单元的第二电压输出端，所述第三电阻的第二端与所述地端口共接地。

在其中一个实施例中，所述电池保护单元包括第一比较器、第二比较器、第一延时电路和第二延时电路，所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的正相输入端分别与所述偏置与基准电路连接，所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的反相输入端分压与所述电压检测单元的第一电压输出端、第二电压输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述第一延时电路的输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述第二延时电路的输入端连接，所述第一延时电路的输出端、所述第二延时电路的输出端分别与所述逻辑单元的第一输入端、第二输入端连接，所述逻辑单元的输出端与所述单片机控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述检测电路包括二极管、第四电阻、第一PMOS 管、第二PMOS管、第三PMOS管以及第三延时电路，所述二极管的阳极和所述第一PMOS管的源极均与所述电源端口连接，所述二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一PMOS管的栅极共接作为所述检测电路的电压检测端并与所述充电电池正极连接，所述第一PMOS管的漏极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的栅极、所述第二 PMOS管的漏极以及所述第三PMOS管的源极均与所述第三延时电路的输入端共接，所述第三延时电路的输出端作为所述检测电路的输出端并与所述单片机控制电路连接，所述第三PMOS管的栅极与所述第三PMOS管的漏极共接至所述充电负端口。

在其中一个实施例中，所述偏置与基准电路包括：与所述电源端口和所述地端口连接，用于产生偏置电压的偏置电压产生单元；与所述偏置电压产生单元连接，用于启动基准电路的启动单元；与所述启动单元和所述电池保护电路连接，用于输出基准电压的基准单元。

在其中一个实施例中，所述偏置电压产生单元包括第五电阻、第四PMOS 管以及第五PMOS管，所述第四PMOS管的源极与所述电源端口连接，所述第四PMOS管的栅极、所述第四PMOS管的漏极、所述第五PMOS管的源极共接作为所述偏置电压产生单元的偏置电压输出端，所述第五PMOS管的栅极、所述第五PMOS管的漏极以及所述第五电阻的第一端共接，所述第五电阻的第二端与所述地端口连接。

此外，还提供了一种单片机，包括上述的集成充电电池保护功能电路。

此外，还提供了一种充放电电路，包括上述的单片机；

分别与所述单片机的电源端口和地端口连接，用于对电源进行滤波处理的滤波单元；

连接于所述单片机的电源端口和外部电源之间，用于限制充电电流的限流单元；

连接于所述单片机的驱动输出端口和电源端口之间，用于指示充电状态的指示单元；以及

连接于所述单片机的充电负端口和所述外部电源之间，用于控制所述指示单元的指示状态的按键检测单元。

上述的集成充电电池保护功能电路，通过整合电池保护电路和单片机控制电路，成功实现对原有复杂系统的替代，既简化了系统又提高了系统工作的可靠性，避免了电池过度放电或者过度充电造成电池损伤，同时可广泛应用于电池供电的单片机控制系统中，有利于单片机空间资源的有效利用和集约化生产，降低系统生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的集成充电电池保护功能电路的模块示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的集成充电电池保护功能电路的模块示意图；

图3为本实用新型实施例提供的集成充电电池保护功能电路的电池保护电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的集成充电电池保护功能电路的检测电路原理图；

图5为本实用新型实施例提供的集成充电电池保护功能电路的偏置与基准电路原理图；

图6为本实用新型实施例提供的集成充电电池保护功能电路的单片机控制电路原理图；

图7为本实用新型实施例提供的集成充电电池保护功能电路应用于鞋灯控制系统的具体实例原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型较佳实施例提供的集成充电电池保护功能电路的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

参考图1，集成充电电池保护功能电路包括：电源端口VDD、地端口GND、充电检测端口VCC、充电负端口BATT-，电池保护电路10、单片机控制电路 20、偏置与基准电路30、时钟电路40以及功率开关电路50。

其中，电源端口VDD与充电电池正极和充电正端口连接；地端口GND与充电电池负极连接；充电检测端口VCC用于接入并检测充电信号；时钟电路 40与电源端口VDD连接，用于生成时钟信号；偏置与基准电路30与电源端口 VDD连接，用于生成偏置电压和基准电压；电池保护电路10与偏置与基准电路30、电源端口VDD及地端口GND连接，用于根据充电电池电压大小判断过充状态或过放状态并输出保护信号；单片机控制电路20与时钟电路40、偏置与基准电路30以及电池保护电路10连接，用于接收并根据保护信号输出开关信号；功率开关电路50与单片机控制电路20、充电负端口BATT-以及地端口GND连接，用于接收并根据开关信号进行开关充电电池充放电回路。其中，保护信号指的是过充信号或者过放信号。

在进一步的实施例中，参考图2，集成充电电池保护功能电路还包括检测电路60和驱动电路70。其中，检测电路60与电源端口VDD、单片机控制电路20以及充电检测端口VCC连接，用于检测充电正极信号和充电电池电压变化并输出充电状态信号，单片机控制电路20还用于接收并根据充电状态信号输出控制信号；驱动电路70与单片机控制电路20连接，用于接收并根据控制信号输出指示充电状态的驱动信号。其中，驱动电路70为多通道的驱动电路。通过整合多通道驱动电路，可以确保实现多种具体操作控制，并且可以根据具体需求选择是否使用，对驱动能力要求不高的情况下，可直接使用单片机I/O口。

在其中一个实施例中，参考图2，功率开关电路50包括第一MOS管M1 和第二MOS管M2，第一MOS管M1的控制端和第二MOS管M2的控制端均与单片机控制电路20的驱动端连接，第一MOS管M1的输入端与地端口GND 连接，第一MOS管M1的输出端与第二MOS管M2的输出端连接，第二MOS 管M2的输入端与充电负端口BATT-连接。其中，第一MOS管M1和第二MOS 管M2均可由N型MOS管实现，第一MOS管M1和第二MOS管M2的控制端、输入端和输出端分别为N型MOS管的栅极、源极和漏极。通过内部集成控制充放电保护的功率开关电路(MOS管)，极大的提高了系统的可靠性和控制精度。

在其中一个实施例中，参考图3，电池保护电路10包括：电压检测单元101、电池保护单元102以及逻辑单元103。其中，电压检测单元101与电源端口VDD 和地端口GND连接，用于检测充电电池电压；电池保护单元102分别与电压检测单元101和偏置与基准电路30连接，用于输出保护信号；逻辑单元103 与电池保护单元102连接，用于对保护信号进行处理并输出保护信号。

在其中一个实施例中，参考图3，电压检测单元101包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，第一电阻R1的第一端作为电压检测单元101的电压检测端并与电源端口VDD连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端共接作为电压检测单元101的第一电压输出端，第二电阻R2的第二端和第三电阻R3的第一端共接作为电压检测单元101的第二电压输出端，第三电阻R3的第二端与地端口GND共接地。

在其中一个实施例中，参考图3，电池保护单元包括第一比较器COMP1、第二比较器COMP2、第一延时电路和第二延时电路，第一比较器COMP1的正相输入端和第二比较器COMP2的正相输入端分别与偏置与基准电路30连接，第一比较器COMP1的反相输入端和第二比较器COMP2的反相输入端分压与电压检测单元101的第一电压输出端、第二电压输出端连接，第一比较器 COMP1的输出端与第一延时电路的输入端连接，第二比较器COMP2的输出端与第二延时电路的输入端连接，第一延时电路的输出端、第二延时电路的输出端分别与逻辑单元103的第一输入端、第二输入端连接，逻辑单元103的输出端与单片机控制电路20连接。其中，第一延时电路、第二延时电路以及逻辑单元103均可由一个或者多个MOS管实现。第一延时电路和第二延时电路均可有效避免系统噪声对保护信号的干扰。该过放保护单元为超低功耗设计，当整个集成充电电池保护功能电路(IC)在进入过放电保护后，功耗小于2μA，可有效避免充电电池过放电。

下面以图3所示的电池保护电路10的工作原理进行说明，详述如下：

基准电压Vref为1.2V；R1、R2和R3组成的电压检测单元101对电池电压进行检测，当电源端口VDD的电压为正常工作状态时，第二电压输出端Voc 的输出电压较基准电压Vref低，第二比较器COMP2输出为高电平，同时第一电压输出端Vod的输出电压较基准电压Vref高，第一比较器COMP1输出低电平；随着系统接入充电器，充电器对充电电池进行充电，充电电池(电源端口 VDD)的电压逐渐上升，当电源端口VDD的电压高于过充检测电压，第二电压输出端Voc的输出电压大于基准电压Vref时，第二比较器COMP2输出为低电平，通过第二延时电路后输出到逻辑电路103；当系统拔出充电器时，充电电池处于正常放电状态，随着系统的持续放电，充电电池(电源端口VDD)的电压逐渐减小，当电源端口VDD的电压小于过放保护电压，第一电压输出端 Vod的输出电压值较基准电压Vref小时，第一比较器COMP1输出高电平，通过第一延时电路后输出到逻辑电路103；逻辑电路103根据过充信号和过放信号进行整合后输出电池保护信号到单片机控制电路中20进行处理。

在其中一个实施例中，参考图4，检测电路60包括二极管D、第四电阻 R4、第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3以及第三延时电路。其中，二极管D的阳极和第一PMOS管P1的源极均与电源端口VDD连接，二极管D的阴极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与第一PMOS管P1的栅极共接作为检测电路60的电压检测端并与充电电池正极BATT+连接，第一PMOS管P1的漏极与第二PMOS管P2的源极连接，第二 PMOS管P2的栅极、第二PMOS管P2的漏极以及第三PMOS管P3的源极均与第三延时电路的输入端共接，第三延时电路的输出端作为检测电路60的输出端并与单片机控制电路20连接，第三PMOS管P3的栅极与第三PMOS管P3 的漏极共接至充电负端口BATT-。其中，第三延时电路可由一个或者多个MOS管实现。

下面以图4所示的检测电路60的工作原理进行说明，详述如下：

当充电电池正极BATT+无充电器接入时，第一PMOS管P1的源极处于浮空状态，第一PMOS管P1处于关闭状态，第一PMOS管P1、第二PMOS管 P2以及第三PMOS管P3组成的支路中无电流流过，第三PMOS管P3的源极输出为高电平，即检测电路60的检测输出端输出高电平；当充电电池正极 BATT+接入充电器并且充电电池电压低于充电器电压一个导通阈值时，第一PMOS管P1导通，第一PMOS管P1、第二PMOS管P2以及第三PMOS管P3 组成的支路正常工作，第三PMOS管P3的源极输出低电平，即检测电路60检测输出端输出低电平；通过检测电路60的检测输出端的电平状态，可判断出系统是否有充电器接入。

在其中一个实施例中，参考图5，偏置与基准电路30包括：偏置电压产生单元301、启动单元302以及基准单元303。其中，偏置电压产生单元301与电源端口VDD和地端口GND连接，用于产生偏置电压；启动单元302与偏置电压产生单元301连接，用于启动基准电路；基准单元303与启动单元302和电池保护电路10连接，用于输出基准电压。

在其中一个实施例中，参考图5，偏置电压产生单元301包括第五电阻R5、第四PMOS管P4以及第五PMOS管P5，第四PMOS管P4的源极与电源端口 VDD连接，第四PMOS管P4的栅极、第四PMOS管P4的漏极、第五PMOS 管P5的源极共接作为偏置电压产生单元301的偏置电压输出端，第五PMOS 管P5的栅极、第五PMOS管P5的漏极以及第五电阻R5的第一端共接，第五电阻R5的第二端与地端口GND连接。

在其中一个实施例中，参考图5，启动单元302包括第六PMOS管P6、第七PMOS管P7、第八PMOS管P8、第九PMOS管P9、第十PMOS管P10、第十一PMOS管P11、第十二PMOS管P12、第一NMOS管N1、第二NMOS 管N2、第三NMOS管N3以及第四NMOS管N4。

其中，第六PMOS管P6的源极、第七PMOS管P7的源极、第八PMOS 管P8的源极以及第九PMOS管P9的源极均与供电电源连接，第六PMOS管 P6的栅极、第七PMOS管P7的栅极、第八PMOS管P8的栅极以及第九PMOS 管P9的均与第四PMOS管的漏极连接，第六PMOS管P6的漏极、第十PMOS 管P10的栅极、第一NMOS管N1的栅极以及第一NMOS管N1的漏极共接，第十PMOS管P10的源极、第十一PMOS管P11的源极以及第七PMOS管P7 的漏极共接，第十PMOS管P10的漏极、第二NMOS管N2的漏极、第二NMOS 管N2的栅极以及第三NMOS管N3的栅极共接，第十一PMOS管P11的漏极、第三NMOS管N3的漏极以及第四NMOS管N4的栅极共接，第八PMOS管P8的漏极、第十二PMOS管P12的栅极以及第四NMOS管N4的漏极共接，第九PMOS管P9的漏极与第十二PMOS管P12的源极连接，第十二PMOS管 P12的漏极作为启动单元302发输出端，第一NMOS管N1的源极、第二NMOS 管N2的源极、第三NMOS管N3的源极以及第四NMOS管N4的源极均接地。

在其中一个实施例中，参考图5，基准电路单元303包括第十三PMOS管 P13、第十四PMOS管P14、第十五PMOS管P15、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第六电阻R6、第七电阻R7以及运算放大器OP1。

其中，第十三PMOS管P13的源极、第十四PMOS管P14的源极以及第十五PMOS管P15的源极均与供电电源连接，第十三PMOS管P13的栅极、第十四PMOS管P14的栅极、第十五PMOS管P15的栅极以及运算放大器OP1的输出端共接，运算放大器OP1的反相输入端、第十三PMOS管P13的漏极以及第一三极管Q1的输入端均与第十二PMOS管P12的漏极连接，运算放大器OP1的同相输入端、第十四PMOS管P14的漏极以及第六电阻R6的第一端均与第十一PMOS管P11的栅极连接，第六电阻R6的第二端与第二三极管Q2的输入端连接，第十五PMOS管P15的漏极与第七电阻R7的第一端共接作为基准电路单元303的基准电压输出端，第一三极管Q1的输出端和控制端、第二三极管Q2的输出端和控制端以及第三三极管Q3的输出端和控制端均接地。

下面以图5所示的偏置与基准电路30的工作原理进行说明，详述如下：

当偏置与基准电路30上电时，若基准单元303处于零电流的平衡态，则第十PMOS管P10的栅极电压大于第十一PMOS管P11的栅极电压，此时第四 NMOS管N4的漏极输出低电平，第十二PMOS管P12导通，向第十三PMOS 管P13和第一三极管Q1支路中注入电流，基准单元303打破零电流的平衡态。当基准单元303重新建立平衡后，第十一PMOS管P11的栅极电压大于第十 PMOS管P10的栅极电压，此时第四NMOS管N4的漏极输出高电平，第十二 PMOS管P12截止，基准单元303脱离启动单元302，进入正常工作状态。由于运算放大器OP1的调节作用，使运算放大器OP1的反相输入端A和同相输入端B两点电压相等，所以第十三PMOS管P13和第十四PMOS管P14的漏极电流为:

I＝V_BE6-V_BE7/R₆＝ΔV_BE/R₆

由电流的镜像作用，流过R7的电流也为I，可得：

ΔV_BE＝V_T*ln8

在其中一个实施例中，参考图6，单片机控制电路20包括电池200、静态随机存储器201、特殊功能寄存器202、指令译码器203、加法器204、一次性可编程序存储器205、程序计数器206、定时器207、中断控制器208、IO端口 209以及堆栈。单片机控制电路20通过对过充保护信号(OC)、过放保护信号(OD)以及电池电压检测信号(CD)中的任意一个信号的检测来判断电池的状态，同时控制IO端口209实现LED指示来提示用户电池所处状态。

下面以图2所示的模块示意图为例对本实用新型的集成充电电池保护功能电路的工作原理进行说明，详述如下：

当电源端口VDD和地端口GND连接充电器时，检测电路60对充电电池电压进行检测并输出充电状态信号，通过充电状态信号判断充电电池是否处于充电状态，当充电状态信号由原来的高电平变为低电平时，表明充电电池处于充电状态，同时将低电平信号输出至单片机控制电路20，单片机控制电路20 输出控制信号给驱动电路70，以便控制外围的指示电路的指示状态进行充电指示；当充电状态信号一直为高电平时，表明未检测到充电器接入，充电电池没有充电。

当电源端口VDD和地端口GND连接充电器且充电电池处于充电状态时，电池保护电路10对充电电池电压大小进行检测，并根据充电电池的电压大小与基准电压进行比较判断充电电池是否处于过充状态并输出过充信号，当过充信号由原来的高电平变为低电平时，表明充电电池处于过充状态，将低电平信号输出至单片机控制电路20，单片机控制电路20输出逻辑电平信号将功率开关电路的MOS管M2关闭，停止对可充电电池充电。

当电源端口VDD和地端口GND连接负载且充电电池通过负载放电时，电池保护电路10对充电电池电压大小进行检测，并根据充电电池的电压大小与基准电压进行比较判断充电电池是否处于过放状态并输出过放信号，当过放信号由原来的高电平变为低电平时，表明充电电池处于过放状态，将低电平信号输出至单片机控制电路20，单片机控制电路20输出逻辑电平信号将功率开关电路的MOS管M1关闭，停止对可充电电池放电。

此外，还提供一种单片机1，包括上述的集成充电电池保护功能电路。

此外，还提供一种充放电电路，参考图7，该充放电电路包括上述的单片机1、滤波单元2、限流单元3、指示单元4、按键检测单元5。其中，单片机1 的电源端口VDD、地端口(GND)、充电负端口(BATT-)、充电检测端口 VCC以及驱动输出端口IO(包括IO1、IO2、IO3)分别与上述集成充电电池保护功能电路的电源端口VDD、地端口GND、充电负端口(BATT-)、充电检测端口VCC以及驱动电路的驱动输出端口一一对应。

其中，滤波单元2分别与单片机1的电源端口VDD和地端口GND连接，用于对电源进行滤波处理；限流单元3连接于单片机1的电源端口VDD和外部电源之间，用于限制充电电流；指示单元4连接于单片机1的驱动输出端口 IO和电源端口VDD之间，用于指示充电状态；按键检测单元5连接于单片机 1的充电负端口BATT-和外部电源之间，用于控制指示单元4的指示状态。

在其中一个实施例中，参考图7，滤波单元2包括一个第一电容C1，第一电容C1的第一端和第二端分别与单片机1的电源端口VDD和地端口GND连接。当然，滤波单元2还可以由多个第一电容C1并联或者串联构成。

在其中一个实施例中，参考图7，限流单元3包括第八电阻R8和第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与外部电源的高电压端(5V)连接，第一二极管D1的阴极与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端与单片机1的电源端口VDD连接，第八电阻R8和第一二极管D1用于限制电池充电电流，保证电池的充电稳定性，第一二极管D1还可以防止充电器反接造成芯片损伤。

在其中一个实施例中，参考图7，指示单元4包括第一指示灯LED1、第二指示灯LED2以及第三指示灯LED3，第一指示灯LED1的阳极、第二指示灯 LED2的阳极以及第三指示灯LED3的阳极共接至单片机1的电源端口VDD，第一指示灯LED1的阴极与单片机1的第一驱动输出端口IO1连接，第二指示灯LED2的阴极与单片机1的第二驱动输出端口IO2连接，第三指示灯LED3 的阴极与单片机1的第三驱动输出端口IO3连接。

在其中一个实施例中，参考图7，按键检测单元5包括第九电阻R9和按键开关K1，第九电阻R9的第一端与外部电源的高电压端(5V)连接，第九电阻的第二端与按键开关K1的第一端连接，按键开关的第二端、外部电源的低电压端(0V)与单片机1的充电负端口BATT-共接。

本实用新型的有益效果：

(1)内部集成电池保护电路对充电电池进行保护，可以避免电池过度放电或者过度充电造成电池损伤。

(2)内部集成可实现形式多样的控制功能的单片机控制电路，可广泛应用在电池供电的单片机控制系统中，可包括但不限于多功能玩具、LED灯显示系统、电机控制系统、各种测量仪器与系统以及各型工业控制等。

(3)内部集成多通道驱动电路，可以确保实现多种具体操作控制，并且可以根据具体需求选择是否使用，对驱动能力要求不高的情况下，可直接使用单片机I/O口。

(4)内部集成过放电保护的功率管，极大提高了系统的可靠性和控制精度。

(5)电路结构简单，采用一颗芯片便可实现对原有复杂系统的替代，可有效降低芯片面积，减小了封装体积和系统印刷电路板面积，既节约了整体系统成本，也降低了系统应用对空间、体积的要求，扩大了应用范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成充电电池保护功能电路，与一充电正端口连接，其特征在于，所述集成充电电池保护功能电路包括：

用于与所述充电电池正极连接的电源端口，所述电源端口与所述充电正端口共接；

用于与所述充电电池负极连接的地端口；

用于接入充电正极信号并检测的充电检测端口；

用于接入充电负极信号的充电负端口；

与所述电源端口连接，用于生成时钟信号的时钟电路；

与所述电源端口连接，用于生成偏置电压和基准电压的偏置与基准电路；

与所述偏置与基准电路、所述电源端口及所述地端口连接，用于根据所述充电电池电压大小判断过充状态或过放状态并输出保护信号的电池保护电路；

与所述时钟电路、所述偏置与基准电路以及所述电池保护电路连接，用于接收并根据所述保护信号输出开关信号的单片机控制电路；及

与所述单片机控制电路、所述充电负端口以及所述地端口连接，用于接收并根据所述开关信号进行开关所述充电电池充放电回路的功率开关电路。

2.如权利要求1所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述集成充电电池保护功能电路还包括：

与所述电源端口、所述单片机控制电路以及所述充电检测端口连接，用于检测所述充电正极信号和所述充电电池电压变化并输出充电状态信号的检测电路，所述单片机控制电路还用于接收并根据所述充电状态信号输出控制信号；和

与所述单片机控制电路连接，用于接收并根据所述控制信号输出指示充电状态的驱动信号的驱动电路。

3.如权利要求1所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述电池保护电路包括：

与所述电源端口和地端口连接，用于检测所述充电电池电压的电压检测单元；

与所述电压检测单元和所述偏置与基准电路连接，用于输出所述保护信号的电池保护单元；及

与所述电池保护单元连接，用于对所述保护信号进行处理并输出所述保护信号的逻辑单元。

4.如权利要求3所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述电压检测单元包括第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的第一端作为所述电压检测单元的电压检测端并与所述电源端口连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端共接作为所述电压检测单元的第一电压输出端，所述第二电阻的第二端和第三电阻的第一端共接作为所述电压检测单元的第二电压输出端，所述第三电阻的第二端与所述地端口共接地。

5.如权利要求4所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述电池保护单元包括第一比较器、第二比较器、第一延时电路和第二延时电路，所述第一比较器的正相输入端和所述第二比较器的正相输入端分别与所述偏置与基准电路连接，所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的反相输入端分压与所述电压检测单元的第一电压输出端、第二电压输出端连接，所述第一比较器的输出端与所述第一延时电路的输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述第二延时电路的输入端连接，所述第一延时电路的输出端、所述第二延时电路的输出端分别与所述逻辑单元的第一输入端、第二输入端连接，所述逻辑单元的输出端与所述单片机控制电路连接。

6.如权利要求2所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述检测电路包括二极管、第四电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管以及第三延时电路，所述二极管的阳极和所述第一PMOS管的源极均与所述电源端口连接，所述二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一PMOS管的栅极共接作为所述检测电路的电压检测端并与所述充电电池正极连接，所述第一PMOS管的漏极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极以及所述第三PMOS管的源极均与所述第三延时电路的输入端共接，所述第三延时电路的输出端作为所述检测电路的输出端并与所述单片机控制电路连接，所述第三PMOS管的栅极与所述第三PMOS管的漏极共接至所述充电负端口。

7.如权利要求1所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述偏置与基准电路包括：

与所述电源端口和所述地端口连接，用于产生偏置电压的偏置电压产生单元；

与所述偏置电压产生单元连接，用于启动基准电路的启动单元；及

与所述启动单元和所述电池保护电路连接，用于输出基准电压的基准单元。

8.如权利要求7所述的集成充电电池保护功能电路，其特征在于，所述偏置电压产生单元包括第五电阻、第四PMOS管以及第五PMOS管，所述第四PMOS管的源极与所述电源端口连接，所述第四PMOS管的栅极、所述第四PMOS管的漏极、所述第五PMOS管的源极共接作为所述偏置电压产生单元的偏置电压输出端，所述第五PMOS管的栅极、所述第五PMOS管的漏极以及所述第五电阻的第一端共接，所述第五电阻的第二端与所述地端口连接。

9.一种单片机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的集成充电电池保护功能电路。

10.一种充放电电路，其特征在于，包括权利要求9所述的单片机；

分别与所述单片机的电源端口和地端口连接，用于对电源进行滤波处理的滤波单元；

连接于所述单片机的电源端口和外部电源之间，用于限制充电电流的限流单元；

连接于所述单片机的驱动输出端口和电源端口之间，用于指示充电状态的指示单元；以及

连接于所述单片机的充电负端口和所述外部电源之间，用于控制所述指示单元的指示状态的按键检测单元。