改進(jìn)型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)，改進(jìn)型電池保護(hù)電路包括低壓檢測(cè)電路、開關(guān)、放電開關(guān)管、過流檢測(cè)電路和邏輯控制電路。開關(guān)連接于開機(jī)按鍵的一端和電芯的負(fù)極之間，開機(jī)按鍵的另一端與電芯的正極相連；低壓檢測(cè)電路的輸入端與電芯相連，其輸出端與開關(guān)的控制端相連；放電開關(guān)的第一連接端與電芯的負(fù)極相連，其第二連接端與第二電源端相連，第一電源端與電芯的正極相連；邏輯控制電路的第一輸入端與過流檢測(cè)電路的輸出端相連，其第二輸入端與低壓檢測(cè)電路的輸出端相連，其輸出端與放電開關(guān)管的控制端相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在系統(tǒng)中存在直接從電芯取電的放電模塊時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池完備的保護(hù)功能。
【專利說明】
改進(jìn)型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改進(jìn)型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的一種新型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)對(duì)較小的電子系統(tǒng)，例如藍(lán)牙耳機(jī)，所有的系統(tǒng)被集成在同一款芯片上，所有的系統(tǒng)供電都由該芯片來監(jiān)控，其電池保護(hù)功能是完備的。但是有些更為復(fù)雜的系統(tǒng)，例如藍(lán)牙音箱，有時(shí)用戶需要特別的大功率驅(qū)動(dòng)，為了提高藍(lán)牙音箱的輸出音量，需要額外增加音頻功放，且此音頻功放電路耗電較大，現(xiàn)有的高集成度芯片一般無法輸出如此大的電流，如果該音頻功放電路直接從電池取電，當(dāng)電池處于過壓放電狀態(tài)或過流放電狀態(tài)時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)禁止放電的保護(hù)動(dòng)作。
[0003]因此，有必要對(duì)現(xiàn)有的新型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)型電池保護(hù)電路及系統(tǒng)，在系統(tǒng)中存在直接從電芯取電的放電模塊時(shí)，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池完備的保護(hù)功能。
[0005]為了解決上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其包括低壓檢測(cè)電路、開關(guān)、放電開關(guān)管、過流檢測(cè)電路和邏輯控制電路。所述開關(guān)的一端與開機(jī)按鍵的一端相連，所述開關(guān)的另一端與電芯的負(fù)極相連，所述開機(jī)按鍵的另一端與電芯的正極相連;所述低壓檢測(cè)電路的輸入端與電芯相連，其輸出端與所述開關(guān)的控制端相連，所述低壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)電芯的電壓是否低于低壓檢測(cè)閾值，當(dāng)檢測(cè)到電芯的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路的輸出端輸出低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)斷開；當(dāng)檢測(cè)到電芯的電壓高于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路的輸出端輸出非低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)開啟，所述放電開關(guān)的第一連接端與電芯的負(fù)極相連，其第二連接端與第二電源端相連，第一電源端與電芯的正極相連;所述過流檢測(cè)電路用于檢測(cè)電芯是否過流放電，當(dāng)檢測(cè)到電芯處于過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)檢測(cè)到電芯處于非過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出非過流保護(hù)信號(hào);所述邏輯控制電路的第一輸入端與過流檢測(cè)電路的輸出端相連，其第二輸入端與所述低壓檢測(cè)電路的輸出端相連，其輸出端與所述放電開關(guān)管的控制端相連，所述邏輯控制電路用于當(dāng)至少接收到過流保護(hù)信號(hào)和低壓保護(hù)信號(hào)中的一個(gè)時(shí)，通過其輸出端輸出關(guān)斷控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管斷開；當(dāng)接收到非過流保護(hù)信號(hào)且接收到非低壓保護(hù)信號(hào)時(shí)，通過其輸出端輸出導(dǎo)通控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管開啟。
[0006]進(jìn)一步的，所述過流檢測(cè)電路的輸入端與所述放電開關(guān)管的第一連接端相連，當(dāng)所述過流檢測(cè)電路檢測(cè)到放電開關(guān)管的第一連接端的電壓高于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)所述過流檢測(cè)電路檢測(cè)到放電開關(guān)的第一連接端的電壓低于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出非過流保護(hù)信號(hào)，所述第一電源端和第二電源端之間可連接放電模塊。
[0007]進(jìn)一步的，所述過流檢測(cè)的電壓閾值為IOmV?200mV;所述放電開關(guān)管的電阻為I毫歐姆?200毫歐姆。
[0008]進(jìn)一步的，所述放電開關(guān)管為NMOS晶體管，所述放電開關(guān)的第一連接端為源極，第二連接端為漏極，其控制端為柵極;所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路還包括接于第一電源端和第二電源端之間的電容。
[0009]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路還包括開機(jī)檢測(cè)電路和電源管理電路，
[0010]所述開機(jī)檢測(cè)電路用于當(dāng)開關(guān)和開機(jī)按鍵中的至少一個(gè)處于斷開狀態(tài)時(shí)，通過其輸出端輸出電源關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)開關(guān)和開機(jī)按鍵均開啟時(shí)，通過其輸出端輸出電源導(dǎo)通信號(hào)；所述電源管理電路與所述開機(jī)檢測(cè)電路的輸出端相連，所述電源管理電路用于當(dāng)接收到所述開機(jī)檢測(cè)電路輸出的電源關(guān)斷信號(hào)時(shí)，切斷受電源管理電路控制的放電通路；當(dāng)接收到所述開機(jī)檢測(cè)電路輸出的電源導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，連通受電源管理電路控制的放電通路。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路還包括連接于所述開關(guān)的另一端和電芯的負(fù)極之間的電阻，所述開機(jī)檢測(cè)電路的輸入端與開關(guān)和電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)相連，所述開機(jī)檢測(cè)電路用于當(dāng)開關(guān)和電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)的電壓小于開機(jī)檢測(cè)閾值時(shí)，通過其輸出端輸出電源管理信號(hào)；當(dāng)開關(guān)和電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)的電壓大于開機(jī)檢測(cè)閾值時(shí)，通過其輸出端輸出電源關(guān)斷信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路集成于同一個(gè)芯片上，第一電源端和第二電源端之間連接有電容，所述電容位于所述芯片外;所述放電開關(guān)管為5V耐壓器件。
[0013]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路還包括連接于邏輯控制電路的輸出端和放電開關(guān)管的控制端之間的斜率控制電路，該斜率控制電路用于降低放電開關(guān)管斷開或開啟的速度;所述過流檢測(cè)電路還包括計(jì)時(shí)模塊，當(dāng)所述過流檢測(cè)電路檢測(cè)到放電開關(guān)管的第一連接端的電壓高于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，表示檢測(cè)到過流放電，所述計(jì)時(shí)模塊開始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)模塊記錄的過流放電持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)。
[0014]進(jìn)一步的，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路還包括充電管理電路、充電開關(guān)管和襯底選擇電路，所述充電開關(guān)管的一端與所述電芯相連，其另一端與充電電源相連，其控制端與所述充電管理電路的輸出端相連;所述充電管理電路的第一輸入端與電芯相連，其第二輸入端與充電電源相連，所述充電管理電路用于當(dāng)檢測(cè)到所述充電電源的電壓大于所述電芯的電壓時(shí)，控制所述充電開關(guān)管導(dǎo)通對(duì)所述電芯進(jìn)行充電；所述襯底選擇電路連接于所述充電開關(guān)管的襯底，并根據(jù)所述充電開關(guān)管的工作狀態(tài)自動(dòng)切實(shí)所述充電開關(guān)管的襯底電壓。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供一種電池保護(hù)系統(tǒng)，其包括二次電芯和改進(jìn)型電池保護(hù)電路，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路包括低壓檢測(cè)電路、開關(guān)、放電開關(guān)管、過流檢測(cè)電路和邏輯控制電路。所述開關(guān)的一端與開機(jī)按鍵的一端相連，所述開關(guān)的另一端與電芯的負(fù)極相連，所述開機(jī)按鍵的另一端與電芯的正極相連;所述低壓檢測(cè)電路的輸入端與電芯相連，其輸出端與所述開關(guān)的控制端相連，所述低壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)電芯的電壓是否低于低壓檢測(cè)閾值，當(dāng)檢測(cè)到電芯的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路的輸出端輸出低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)斷開；當(dāng)檢測(cè)到電芯的電壓高于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路的輸出端輸出非低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)開啟，所述放電開關(guān)的第一連接端與電芯的負(fù)極相連，其第二連接端與第二電源端相連，第一電源端與電芯的正極相連;所述過流檢測(cè)電路用于檢測(cè)電芯是否過流放電，當(dāng)檢測(cè)到電芯處于過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)檢測(cè)到電芯處于非過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出非過流保護(hù)信號(hào);所述邏輯控制電路的第一輸入端與過流檢測(cè)電路的輸出端相連，其第二輸入端與所述低壓檢測(cè)電路的輸出端相連，其輸出端與所述放電開關(guān)管的控制端相連，所述邏輯控制電路用于當(dāng)至少接收到過流保護(hù)信號(hào)和低壓保護(hù)信號(hào)中的一個(gè)時(shí)，通過其輸出端輸出關(guān)斷控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管斷開；當(dāng)接收到非過流保護(hù)信號(hào)且接收到非低壓保護(hù)信號(hào)時(shí)，通過其輸出端輸出導(dǎo)通控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管開啟。
[0016]進(jìn)一步的，在第一電源端和第二電源端之間連接有放電模塊，所述放電模塊包括藍(lán)牙音箱的音頻功放電路。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在現(xiàn)有的新型電池保護(hù)電路的基礎(chǔ)上增設(shè)放電開關(guān)管，該放電開關(guān)管和大電流放電模塊依次連接于電芯的正負(fù)極之間，當(dāng)檢測(cè)到電芯處于放電過流狀態(tài)或放電過壓狀態(tài)時(shí)，放電開關(guān)管被關(guān)斷，從而在系統(tǒng)中存在直接從電芯取電的放電模塊時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池完備的保護(hù)功能。
【【附圖說明】】
[0018]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0019]圖1為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的電池保護(hù)系統(tǒng)的電路示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的電池保護(hù)系統(tǒng)的電路示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。除非特別說明，本文中的連接、相連、相接的表示電性連接的詞均表示直接或間接電性相連。
[0023]請(qǐng)參考圖1所示，其為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的電池保護(hù)系統(tǒng)的電路示意圖。圖1所示的電池保護(hù)系統(tǒng)包括改進(jìn)型電池保護(hù)電路100和放電模塊200。
[0024]圖1所示的改進(jìn)型電池保護(hù)電路100包括低壓檢測(cè)電路110、開機(jī)檢測(cè)電路120、電源管理電路130和開關(guān)Kl。
[0025]所述開關(guān)Kl的一端與開機(jī)按鍵Button的一端相連，所述開關(guān)Kl的另一端通過電阻R4與電芯BTl的負(fù)極相連，開機(jī)按鍵Button的另一端與電芯BTl的正極相連。
[0026]所述低壓檢測(cè)電路110的輸入端與電芯BTl的正極相連，其輸出端與所述開關(guān)Kl的控制端相連，所述低壓檢測(cè)電路110用于檢測(cè)電芯BTl的電壓是否低于低壓檢測(cè)閾值，當(dāng)檢測(cè)到電池BTl的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路110的輸出端BATH輸出低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)Kl斷開，從而切斷通過電阻R4的漏電通路；當(dāng)檢測(cè)到電池BTl的電壓高于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路110的輸出端BATH輸出非低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)Kl開啟。在一個(gè)實(shí)施例中，所述低壓檢測(cè)閾值被設(shè)計(jì)為大于或等于所述電芯BTl的過電壓放電保護(hù)閾值，且小于系統(tǒng)最低工作電壓(例如，2.0V?2.9V之間的值)，以避免電芯BTl電壓過低時(shí)，由于過度放電導(dǎo)致電池?fù)p耗，該低壓檢測(cè)電路110—直保持工作。所述低壓保護(hù)信號(hào)和非低壓保護(hù)信號(hào)可以是一個(gè)信號(hào)的兩種邏輯狀態(tài)，比如，所述低壓保護(hù)信號(hào)為低電平，所述非低壓保護(hù)信號(hào)為高電平。
[0027]所述開機(jī)檢測(cè)電路120用于當(dāng)開關(guān)Kl和開機(jī)按鍵Button中的至少一個(gè)處于斷開狀態(tài)時(shí)，通過其輸出端ON輸出電源關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)開關(guān)Kl和開機(jī)按鍵Button均開啟時(shí)，通過其輸出端ON輸出電源導(dǎo)通信號(hào)。所述電源關(guān)斷信號(hào)和電源導(dǎo)通信號(hào)可以是一個(gè)信號(hào)的兩種邏輯狀態(tài)，比如，所述電源關(guān)斷信號(hào)為低電平，所述電源導(dǎo)通信號(hào)為高電平。
[0028]所述電源管理電路130與所述開機(jī)檢測(cè)電路120的輸出端相連，且電源管理電路130的電源端與電芯BTl的正極相連，所述電源管理電路130用于當(dāng)接收到所述開機(jī)檢測(cè)電路120輸出的電源關(guān)斷信號(hào)時(shí)，切斷受電源管理電路130控制的放電通路，禁止電芯BTl通過該放電通路放電；當(dāng)接收到所述開機(jī)檢測(cè)電路120輸出的電源導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，連通受電源管理電路130控制的放電通路。所述電源管理電路130可以包括直流-直流轉(zhuǎn)換器、電壓調(diào)節(jié)器、功率開關(guān)、電荷栗中的一個(gè)或任意組合，以便可以在電芯BTl發(fā)生異常時(shí)，禁止電芯BTl放電，從而實(shí)現(xiàn)電池保護(hù)功能。
[0029]在圖1所示的實(shí)施例中，所述開機(jī)檢測(cè)電路120的輸入端KON與開關(guān)Kl和電阻R4之間的連接節(jié)點(diǎn)相連，其輸出端ON與電源管理電路130相連，其電源端與電芯BTl的正極相連。當(dāng)電芯BTl的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，低壓檢測(cè)電路110通過其輸出端BATH輸出低壓保護(hù)信號(hào)，控制開關(guān)Kl斷開，切斷通過電阻R4的漏電通路。同時(shí)通過切斷開關(guān)Kl，電阻R4會(huì)將開機(jī)檢測(cè)電路120的輸入端KON的電壓拉低，使輸入端KON的電壓低于開機(jī)檢測(cè)閾值，從而使開機(jī)檢測(cè)電路120通過其輸出端BATH輸出電源關(guān)斷信號(hào)，以使電源管理電路130切斷受電源管理電路130控制的放電通路，避免對(duì)電芯BTl的過度放電。這樣，當(dāng)電芯BTl的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，即使按鍵Buttom被誤觸發(fā)(例如，運(yùn)輸時(shí))而按下，也不會(huì)出現(xiàn)芯片被誤觸發(fā)工作而產(chǎn)生對(duì)電芯BTl的過度耗電問題。同時(shí)，誤觸發(fā)導(dǎo)致電芯BTl通過電阻R4放電的漏電通道也被切斷，從而可以實(shí)現(xiàn)電芯BTl電壓過低時(shí)，減少漏電的效果。
[0030]在【背景技術(shù)】中曾提到，有些復(fù)雜的系統(tǒng)，例如藍(lán)牙音箱，有時(shí)用戶需要特別的大功率驅(qū)動(dòng)，為了提高藍(lán)牙音箱的輸出音量，需要額外增加音頻功放(或大電流放電模塊)，且此音頻功放電路耗電較大，需要音頻功放電路直接從電芯BTI取電，當(dāng)電芯BTI處于過壓放電狀態(tài)或過流放電狀態(tài)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)完全禁止放電保護(hù)，圖1中的電池保護(hù)電路100還增設(shè)有放電開關(guān)管MNl、過流檢測(cè)電路140和邏輯控制電路150。
[0031]所述放電開關(guān)管MNl的第一連接端與電芯BTl的負(fù)極相連，其第二連接端與第二電源端P-相連，第一電源端P+與電芯BTl的正極相連，放電模塊200連接于第一電源端P+和第二電源端P-之間。當(dāng)放電開關(guān)MN I被開啟時(shí)，電芯BTI可以對(duì)放電模塊200直接供電；當(dāng)放電開關(guān)MNl被斷開時(shí)，切斷電芯BTl對(duì)放電模塊200的放電通路。在一個(gè)實(shí)施例中，所述放電模塊200包括藍(lán)牙音箱的音頻功放電路。
[0032]所述過流檢測(cè)電路140用于檢測(cè)電芯BTl是否過流放電，當(dāng)檢測(cè)到電芯BTl處于過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路140的輸出端COP輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)檢測(cè)到電芯BTI處于非過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路140的輸出端COP輸出非過流保護(hù)信號(hào)。在圖1所示的實(shí)施例中，所述過流檢測(cè)電路140的輸入端與所述放電開關(guān)管MNl的第一連接端相連，當(dāng)所述過流檢測(cè)電路140檢測(cè)到放電開關(guān)管MNl的第一連接端的電壓高于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，所述過流檢測(cè)電路140的輸出端OCP輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)所述過流檢測(cè)電路140檢測(cè)到放電開關(guān)MNl的第一連接端的電壓低于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，所述過流檢測(cè)電路140的輸出端OCP輸出非過流保護(hù)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述過流檢測(cè)的電壓閾值可以設(shè)計(jì)為1mV?200mV。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述過流檢測(cè)的電壓保護(hù)閾值可以設(shè)計(jì)為50mV，對(duì)應(yīng)的過流檢測(cè)的電流保護(hù)閾值為I安培。
[0033]所述邏輯控制電路150的第一輸入端與過流檢測(cè)電路140的輸出端OCP相連，其第二輸入端與所述低壓檢測(cè)電路110的輸出端BATH相連，其輸出端GNl與所述放電開關(guān)管MNl的控制端相連，所述邏輯控制電路150用于當(dāng)至少接收到過流保護(hù)信號(hào)和低壓保護(hù)信號(hào)中的一個(gè)時(shí)，通過其輸出端GNl輸出關(guān)斷控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管MNl斷開;當(dāng)接收到非過流保護(hù)信號(hào)且接收到非低壓保護(hù)信號(hào)時(shí)，通過其輸出端GNl輸出導(dǎo)通控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管麗I開啟。
[0034]在圖1所示的實(shí)施例中，所述邏輯控制電路150包括反相器INVl和與門Andl，所述反相器INVl的輸入端與所述邏輯控制電路150的第一輸入端相連，所述反向器INVl的輸出端和與門Andl的第二輸入端2相連，所述與門Andl的第一輸入端I與所述邏輯控制電路150的第二輸入端相連，所述與門Andl的輸出端與所述邏輯控制電路150的輸出端相連。在圖1所示的實(shí)施例中，所述放電開關(guān)管MNl為匪OS晶體管，所述放電開關(guān)MNl的第一連接端為源極，第二連接端為漏極，其控制端為柵極。
[0035]為了便于理解本實(shí)用新型，以下基于圖1具體介紹，當(dāng)放電模塊200連接于第一電源端P+和第二電源端P-之間時(shí)，所述電池保護(hù)電路100的工作過程。在圖1所述的實(shí)施例中，低壓檢測(cè)電路110輸出的低壓保護(hù)信號(hào)為低電平，非低壓保護(hù)信號(hào)為高電平;過流檢測(cè)電路140輸出的過流保護(hù)信號(hào)為高電平，非過流保護(hù)信號(hào)為低電平;所述邏輯控制電路150輸出的關(guān)斷控制信號(hào)為低電平，導(dǎo)通控制信號(hào)為高電平。
[0036]當(dāng)電芯BTl的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，低壓檢測(cè)電路110輸出的BATH信號(hào)跳變?yōu)榈碗娖?其為低壓保護(hù)信號(hào))，控制開關(guān)Kl斷開，切斷通過電阻R4的漏電通路;BATH信號(hào)為低電平，經(jīng)過與門Andl后，邏輯控制電路140輸出的GNl信號(hào)也為低電平(其為關(guān)斷控制信號(hào))，導(dǎo)致放電開關(guān)管MNl處于斷開狀態(tài)，放電模塊200的電流通路被切斷；當(dāng)放電開關(guān)管管MNl的漏極電壓大于過流檢測(cè)的電壓保護(hù)閾值時(shí)，過流檢測(cè)電路140輸出的OCP信號(hào)將變?yōu)楦唠娖?其為過流保護(hù)信號(hào))，該高電平經(jīng)過反相器INVl后變?yōu)榈碗娖?，?dǎo)致與門Andl的輸出端GNl為低電平，使放電開關(guān)管MNl處于斷開狀態(tài)，放電模塊200的電流通路被切斷，從而實(shí)現(xiàn)完全禁止放電的保護(hù)功能。
[0037]綜上可知，由于本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了放電開關(guān)管MNl、過流檢測(cè)電路140和邏輯控制電路150，其中，放電開關(guān)管麗I和放電模塊200依次串聯(lián)于電芯BTl的正負(fù)極之間，且在低壓檢測(cè)電路檢測(cè)到電芯BTl的電壓過低和/或過流檢測(cè)電路140檢測(cè)到電芯BTl放電過流時(shí)，邏輯控制電路150控制關(guān)斷放電開關(guān)管MNl，以切斷放電模塊200的電流通路，實(shí)現(xiàn)完全禁止放電的保護(hù)功能。
[0038]為了減少放電開關(guān)管MNl的功率損耗，一般應(yīng)該將其導(dǎo)通電阻設(shè)計(jì)的較小，例如，I毫歐姆?200毫歐姆。放電開關(guān)管MNl的電阻越小，其上的功率損耗越小;但電阻越小，所需的芯片面積越大，成本越高?？紤]一些主流應(yīng)用，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，放電開關(guān)管MNl設(shè)計(jì)為50毫歐姆。為了減少放電開關(guān)管MNl開和關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生電壓波動(dòng)，一般還應(yīng)在第一電源端P+和第二電源端P-之間連接電容Cl，這樣使得放電模塊200工作更加穩(wěn)定。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述過流檢測(cè)電路140還包括計(jì)時(shí)模塊(未圖示)，當(dāng)所述過流檢測(cè)電路140檢測(cè)到過流放電時(shí)，所述計(jì)時(shí)模塊開始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)模塊記錄的過流放電持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間，所述過流檢測(cè)電路140的輸出端COP才輸出過流保護(hù)信號(hào)。
[0039]在圖1所述的實(shí)施例中，所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路100集成于同一個(gè)芯片上;所述電容位于Cl位于該芯片外。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，圖1中的放電開關(guān)管MNl可以采用耐壓為5V的器件，其原因在于，傳統(tǒng)技術(shù)中，電芯保護(hù)電路的充電回路和放電回路共用開關(guān)管，導(dǎo)致開關(guān)管需要承受充電回路可能產(chǎn)生的瞬間高壓，因此，需要選用耐壓較高的開關(guān)管，例如，18V器件，而本實(shí)用新型中放電開關(guān)管MNl只負(fù)責(zé)放電回路，其耐壓可以降低至5V。由于本實(shí)用新型中降低了對(duì)放電開關(guān)管MNl的耐壓要求，因此，有助于節(jié)省產(chǎn)品成本。
[0040]請(qǐng)參考圖2示，其為本實(shí)用新型在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的電池保護(hù)系統(tǒng)的電路示意圖。其與圖1的區(qū)別在于，圖2中的電池保護(hù)電路100還包括連接于邏輯控制電路150的輸出端和放電開關(guān)管MN I的控制端之間的斜率控制電路180，該斜率控制電路180可以降低放電開關(guān)管MNl斷開或開啟的速度，從而減小由于斷開或開啟放電開關(guān)管MNl時(shí)，由于連接放電模塊200通路上的寄生電感而導(dǎo)致的振鈴噪聲。電容Cl在一定程度上可以減小和吸收這種振鈴噪聲，如果降低放電開關(guān)管MNl被斷開或開啟的速度，電容Cl就可以采用較小電容值的電容，從而可以降低對(duì)電容Cl的要求。
[0041]請(qǐng)繼續(xù)參考圖1所示，本實(shí)用新型中的電池保護(hù)電路100還包括:充電管理電路160和充電開關(guān)管MP2。充電開關(guān)管MP2的一端與電芯BTl的正極相連，其另一端連接充電電源SI，其控制端與充電管理電路160的輸出端相連。其中，充電電源SI可以是數(shù)據(jù)線USB電源或適配器Adap ter電源。
[0042]充電管理電路160與電芯BTl和充電電源SI分別相連接，充電管理電路160的第一輸入端與電芯BTl的正極相連，其第二輸入端與充電電源SI的正極VCHG相連，其輸出端與充電開關(guān)管MPl的控制端相連。充電管理電路160用于當(dāng)檢測(cè)到充電電源SI的電壓VCHG高于電芯BTl的電壓VBAT時(shí)，控制充電開關(guān)管MPl導(dǎo)通對(duì)電芯BTl進(jìn)行充電。充電開關(guān)管MPl為絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。
[0043]可選的，電池保護(hù)電路100還包括:襯底選擇電路170。襯底選擇電路170連接于充電開關(guān)管MP2的襯底，并根據(jù)充電開關(guān)管MP2的工作狀態(tài)自動(dòng)切換充電開關(guān)管MP2的襯底電壓。一般來說，MOS晶體管一般有四個(gè)端:源極、漏極、柵極、襯底。為了讓PMOS晶體管正常工作，其襯底端應(yīng)接漏極和源極中較高電位，即當(dāng)漏極電壓大于源極電壓時(shí)，襯底應(yīng)接漏極電壓，當(dāng)源極電壓大于漏極電壓時(shí)，襯底應(yīng)接源極電壓。
[0044]本實(shí)用新型中的通過充電管理電路160實(shí)現(xiàn)對(duì)電芯BTl進(jìn)行充電。當(dāng)檢測(cè)到USB或適配器Adapter插入時(shí)，對(duì)電芯BTl進(jìn)行充電。充電管理電路160的充電控制過程一般可包括預(yù)充電、恒流充電和恒壓充電。當(dāng)電芯BTI的電壓低于預(yù)充電閾值(例如3V)時(shí)，充電電路以較小的預(yù)充電電流對(duì)電池進(jìn)行充電，一般為設(shè)定的恒流充電電流的十分之一。當(dāng)電芯BTl的電壓上升至預(yù)充電閾值以上時(shí)，充電電路輸出設(shè)定的恒流充電電流對(duì)電芯BTI進(jìn)行充電。當(dāng)電芯BTI充電至恒壓充電閾值(例如，4.2)時(shí)，對(duì)電芯BTI進(jìn)行恒壓充電，而充電電流逐漸減小，直至電池充滿。本實(shí)用新型中的充電管理電路160的恒壓充電閾值要設(shè)定比電池充電過壓保護(hù)閾值低。對(duì)于預(yù)充電、恒流充電和恒壓充電的詳細(xì)控制方法已由業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟知，于此不再贅述。
[0045]在本實(shí)用新型中，“連接”、相連、“連”、“接”等表示電性相連的詞語，如無特別說明，則表示直接或間接的電性連接。
[0046]需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】所做的任何改動(dòng)均不脫離本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實(shí)施方式】。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于，其包括低壓檢測(cè)電路、開關(guān)、放電開關(guān)管、過流檢測(cè)電路和邏輯控制電路， 所述開關(guān)的一端與開機(jī)按鍵的一端相連，所述開關(guān)的另一端與電芯的負(fù)極相連，所述開機(jī)按鍵的另一端與電芯的正極相連； 所述低壓檢測(cè)電路的輸入端與電芯相連，其輸出端與所述開關(guān)的控制端相連，所述低壓檢測(cè)電路用于檢測(cè)電芯的電壓是否低于低壓檢測(cè)閾值，當(dāng)檢測(cè)到電芯的電壓低于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路的輸出端輸出低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)斷開；當(dāng)檢測(cè)到電芯的電壓高于所述低壓檢測(cè)閾值時(shí)，所述低壓檢測(cè)電路的輸出端輸出非低壓保護(hù)信號(hào)，以控制開關(guān)開啟， 所述放電開關(guān)的第一連接端與電芯的負(fù)極相連，其第二連接端與第二電源端相連，第一電源端與電芯的正極相連； 所述過流檢測(cè)電路用于檢測(cè)電芯是否過流放電，當(dāng)檢測(cè)到電芯處于過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)檢測(cè)到電芯處于非過流放電狀態(tài)時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出非過流保護(hù)信號(hào)； 所述邏輯控制電路的第一輸入端與過流檢測(cè)電路的輸出端相連，其第二輸入端與所述低壓檢測(cè)電路的輸出端相連，其輸出端與所述放電開關(guān)管的控制端相連，所述邏輯控制電路用于當(dāng)至少接收到過流保護(hù)信號(hào)和低壓保護(hù)信號(hào)中的一個(gè)時(shí)，通過其輸出端輸出關(guān)斷控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管斷開;當(dāng)接收到非過流保護(hù)信號(hào)且接收到非低壓保護(hù)信號(hào)時(shí)，通過其輸出端輸出導(dǎo)通控制信號(hào)，以使所述放電開關(guān)管開啟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于， 所述過流檢測(cè)電路的輸入端與所述放電開關(guān)管的第一連接端相連，當(dāng)所述過流檢測(cè)電路檢測(cè)到放電開關(guān)管的第一連接端的電壓高于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)；當(dāng)所述過流檢測(cè)電路檢測(cè)到放電開關(guān)的第一連接端的電壓低于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出非過流保護(hù)信號(hào)， 所述第一電源端和第二電源端之間可連接放電模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于， 所述過流檢測(cè)的電壓閾值為I OmV?200mV ； 所述放電開關(guān)管的電阻為I毫歐姆?200毫歐姆。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于， 所述放電開關(guān)管為匪OS晶體管，所述放電開關(guān)的第一連接端為源極，第二連接端為漏極，其控制端為柵極； 所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路還包括接于第一電源端和第二電源端之間的電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于，其還包括開機(jī)檢測(cè)電路和電源管理電路， 所述開機(jī)檢測(cè)電路用于當(dāng)開關(guān)和開機(jī)按鍵中的至少一個(gè)處于斷開狀態(tài)時(shí)，通過其輸出端輸出電源關(guān)斷信號(hào)；當(dāng)開關(guān)和開機(jī)按鍵均開啟時(shí)，通過其輸出端輸出電源導(dǎo)通信號(hào)； 所述電源管理電路與所述開機(jī)檢測(cè)電路的輸出端相連，所述電源管理電路用于當(dāng)接收到所述開機(jī)檢測(cè)電路輸出的電源關(guān)斷信號(hào)時(shí)，切斷受電源管理電路控制的放電通路；當(dāng)接收到所述開機(jī)檢測(cè)電路輸出的電源導(dǎo)通信號(hào)時(shí)，連通受電源管理電路控制的放電通路。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于，其還包括連接于所述開關(guān)的另一端和電芯的負(fù)極之間的電阻， 所述開機(jī)檢測(cè)電路的輸入端與開關(guān)和電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)相連， 所述開機(jī)檢測(cè)電路用于當(dāng)開關(guān)和電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)的電壓小于開機(jī)檢測(cè)閾值時(shí)，通過其輸出端輸出電源管理信號(hào)；當(dāng)開關(guān)和電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)的電壓大于開機(jī)檢測(cè)閾值時(shí)，通過其輸出端輸出電源關(guān)斷信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在， 所述改進(jìn)型電池保護(hù)電路集成于同一個(gè)芯片上， 第一電源端和第二電源端之間連接有電容，所述電容位于所述芯片外； 所述放電開關(guān)管為5V耐壓器件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于，其還包括連接于邏輯控制電路的輸出端和放電開關(guān)管的控制端之間的斜率控制電路，該斜率控制電路用于降低放電開關(guān)管斷開或開啟的速度； 所述過流檢測(cè)電路還包括計(jì)時(shí)模塊，當(dāng)所述過流檢測(cè)電路檢測(cè)到放電開關(guān)管的第一連接端的電壓高于過流檢測(cè)的電壓閾值時(shí)，表示檢測(cè)到過流放電，所述計(jì)時(shí)模塊開始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)模塊記錄的過流放電持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間，所述過流檢測(cè)電路的輸出端輸出過流保護(hù)信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路，其特征在于，其還包括充電管理電路、充電開關(guān)管和襯底選擇電路， 所述充電開關(guān)管的一端與所述電芯相連，其另一端與充電電源相連，其控制端與所述充電管理電路的輸出端相連； 所述充電管理電路的第一輸入端與電芯相連，其第二輸入端與充電電源相連，所述充電管理電路用于當(dāng)檢測(cè)到所述充電電源的電壓大于所述電芯的電壓時(shí)，控制所述充電開關(guān)管導(dǎo)通對(duì)所述電芯進(jìn)行充電； 所述襯底選擇電路連接于所述充電開關(guān)管的襯底，并根據(jù)所述充電開關(guān)管的工作狀態(tài)自動(dòng)切實(shí)所述充電開關(guān)管的襯底電壓。10.—種電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括二次電芯和如權(quán)利要求1-9任一所述的改進(jìn)型電池保護(hù)電路。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于， 在第一電源端和第二電源端之間連接有放電模塊， 所述放電模塊包括藍(lán)牙音箱的音頻功放電路。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK205544236SQ201620287208
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】王釗
【申請(qǐng)人】無錫中感微電子股份有限公司