電池保護電路及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例涉及一種電池保護電路及系統(tǒng)，包括：功能開關(guān)管，連接于電池負(fù)極與充放電檢測控制電路之間；充電器檢測電路，用于檢測電池是否被接入充電器，當(dāng)未檢測到電池被接入充電器時，輸出充放電關(guān)斷信號；當(dāng)檢測到電池被接入充電器時，輸出第一充放電激活信號；可編程電路，用于當(dāng)接收到充放電關(guān)斷信號時，輸出初始狀態(tài)信號；當(dāng)接收到第一充放電激活信號時，將初始狀態(tài)信號改寫為第二充放電激活信號；充放電檢測控制電路，用于當(dāng)接收到初始狀態(tài)信號時，關(guān)閉功能開關(guān)管，禁止電池充放電；當(dāng)接收到第二充放電激活信號時，打開功能開關(guān)管，控制電池充放電，并檢測電池的充放電狀態(tài)。由此，可以解決現(xiàn)有電池在使用前放置一段時間就被耗光的問題。
【專利說明】電池保護電路及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池保護【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電池保護電路及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池一般允許放電，因此電池在運輸過程中可能會因為誤接觸到導(dǎo)體而放電；此外，電池被裝配到電子設(shè)備(如，藍牙耳機、智能手機或平板電腦等便攜式電子設(shè)備)中，即使電子設(shè)備不開機，通常因為電子設(shè)備中存在漏電通路而消耗電池的情況；再者，電子設(shè)備在運輸過程中也可能出現(xiàn)開機鍵被觸及而誤開機耗電的情況。
[0003]由此可見，現(xiàn)有的電池存在使用前放置一段時間后就被耗光的問題，因而導(dǎo)致在銷售電子設(shè)備時，由于電池已被耗完而無法開機的情況，而臨時充電又需較長時間，這影響了客戶的體驗度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供了一種電池保護電路及系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有的電池在使用前放置一段時間后就被耗光的問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種電池保護電路，該電池保護電路包括:功能開關(guān)管、充電器檢測電路、可編程電路和充放電檢測控制電路；
[0006]所述功能開關(guān)管連接于電池負(fù)極與所述充放電檢測控制電路之間；
[0007]所述充電器檢測電路，用于檢測所述電池是否被接入充電器，當(dāng)未檢測到所述電池被接入充電器時，輸出充放電關(guān)斷信號；當(dāng)檢測到所述電池被接入充電器時，輸出第一充放電激活信號；
[0008]所述可編程電路，與所述充電器檢測電路相連接，用于當(dāng)接收到所述充放電關(guān)斷信號時，輸出初始狀態(tài)信號；當(dāng)接收到所述第一充放電激活信號時，將所述初始狀態(tài)信號改寫為第二充放電激活信號；
[0009]所述充放電檢測控制電路，與所述可編程電路相連接，用于當(dāng)接收到所述初始狀態(tài)信號時，關(guān)閉所述功能開關(guān)管，禁止所述電池充放電；當(dāng)接收到所述第二充放電激活信號時，打開所述功能開關(guān)管，控制所述電池充放電，并檢測所述電池的充放電狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明還提供了一種電池保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、電容(Cl)和本發(fā)明實施例所述的電池保護電路；
[0011]所述第一電阻(Rl)的一端與電芯的正極相連接，另一端與所述電容(Cl)相連接，所述電容(Cl)與所述電池保護電路相連接，所述第二電阻(R2)連接在所述電池負(fù)極與所述電池保護電路之間。
[0012]本發(fā)明實施例提供的電池保護電路及系統(tǒng)，在使用前，禁止電池充放電；而當(dāng)檢測到電池被接入充電器后，通過發(fā)送激活信號來激活電池的充放電功能，由此可以避免電池在使用前放置一段時間后就被耗光的問題，從而提高了用戶的體驗度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供的電池保護電路的電路圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種充電器檢測電路的電路原理圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種充電器檢測電路的電路原理圖；
[0016]圖4本發(fā)明實施例提供的一種可編程電路的電路原理圖；
[0017]圖5本發(fā)明實施例提供的另一種可編程電路的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例做進一步的解釋說明，實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。
[0020]本發(fā)明的電池保護電路及系統(tǒng)可以適用于使用鋰電池的電子設(shè)備中，例如可用于藍牙耳機、智能手機或平板電腦等便攜式電子設(shè)備中。
[0021]圖1為本發(fā)明實施例提供的電池保護電路的電路圖，如圖1所示，該電池保護電路包括:功能開關(guān)管101、充電器檢測電路102、可編程電路103和充放電檢測控制電路104。
[0022]功能開關(guān)管101連接于電池負(fù)極與充放電檢測控制電路104之間。
[0023]充電器檢測電路102，用于檢測所述電池是否被接入充電器，當(dāng)未檢測到所述電池被接入充電器時，輸出充放電關(guān)斷信號；當(dāng)檢測到所述電池被接入充電器時，輸出第一充放電激活信號。
[0024]可編程電路103，與充電器檢測電路102相連接，用于當(dāng)接收到所述充放電關(guān)斷信號時，輸出初始狀態(tài)信號；當(dāng)接收到所述第一充放電激活信號時，將所述初始狀態(tài)信號改寫為第二充放電激活信號。
[0025]優(yōu)選地，可編程電路103為一次可編程電路，這樣避免電池被激活后再次被誤編程。
[0026]充放電檢測控制電路104，與可編程電路103相連接，用于當(dāng)接收到所述初始狀態(tài)信號時，關(guān)閉功能開關(guān)管101，禁止所述電池充放電；當(dāng)接收到所述第二充放電關(guān)斷信號時，關(guān)閉功能開關(guān)管101，禁止所述電池充放電。
[0027]充放電檢測控制電路104的正常工作功能包括充電過壓檢測保護功能，放電過壓檢測保護功能和放電過流檢測保護功能。在有些應(yīng)用中，還可以包括充電過流檢測保護功能和充電器過壓檢測保護功能等。
[0028]所述充放電關(guān)斷信號為第一輸出信號CHG為低電平的信號，所述第一充放電激活信號為第一輸出信號CHG為高電平的信號；所述初始狀態(tài)信號為第二輸出信號act為低電平的信號；所述第二充放電激活信號為第二輸出信號act為高電平的信號。
[0029]可選地，功能開關(guān)管101包括第一 NMOS開關(guān)管MD105和第二 NMOS開關(guān)管MC106，第一 NMOS開關(guān)管MD105的源極與電芯的負(fù)極相連接，第一 NMOS開關(guān)管MD105的漏極與第二 NMOS開關(guān)管MC106的漏極相連接，第二 NMOS開關(guān)管(MC)的源極連接至電池負(fù)極VM，第一 NMOS開關(guān)管MD105的柵極、第二 NMOS開關(guān)管MC106的柵極分別與充放電檢測控制電路104相連接。其中，第一 NMOS開關(guān)管MD105的柵極與充放電檢測控制電路104連接后，可以接收充放電檢測控制電路104的第一輸出電壓DO ;第二 NMOS開關(guān)管MC106的柵極與充放電檢測控制電路104連接后，可以接收充放電檢測控制電路104的第二輸出電壓CO。
[0030]當(dāng)電池被第一次裝配好之后，未接入充電器之前(也即未使用之前)，充電器檢測電路102輸出第一輸出信號CHG為低電平的信號,可編程電路103輸出第二輸出信號act為低電平的信號(即初始狀態(tài)信號)，第二輸出信號act為低電平的信號可以控制充放電檢測控制電路104停止工作，并將充放電檢測控制電路104盡可能的關(guān)閉而減小其電流消耗。優(yōu)選地，上述電流消耗被較小低于0.1毫安。此外,第二輸出信號act為低電平的信號還可以控制充放電檢測控制電路104的第一輸出電壓DO不低于地電壓(G節(jié)點電壓)，第一NMOS開關(guān)管MD105處于截止?fàn)顟B(tài)，這樣實現(xiàn)對放電通路的切斷，禁止電池放電，禁止電池放電后，即使電池存在放電通路，也無法消耗電池能量；同樣的，第二輸出信號act為低電平的信號還可以控制充放電檢測控制電路104的第二輸出電壓CO不低于VMI電壓，第二 NMOS開關(guān)管MC106處于截止?fàn)顟B(tài)，這樣實現(xiàn)對充電通路的切斷，禁止電池充電。
[0031]當(dāng)裝配后的電池第一次接入充電器后，充電器檢測電路102檢測到電池被接入充電器時，其輸出第一輸出信號CHG為高電平的信號，也即其第一輸出信號CHG由低電平變?yōu)楦唠娖?，控制可編程電?03對其輸出的初始狀態(tài)信號進行改寫，將其第二輸出信號act由低電平改寫為高電平，第二輸出信號act為高電平的信號可以激活充放電檢測控制電路104。此外，第二輸出信號act為高電平的信號還可以控制充放電檢測控制電路104的第一輸出電壓DO低于地電壓，第一 NMOS開關(guān)管MD105導(dǎo)通，這樣實現(xiàn)對放電通路的接通，控制電池放電，并檢測電池的放電狀態(tài)；同樣的，第二輸出信號act為高電平的信號還可以控制充放電檢測控制電路104的第二輸出電壓CO低于VMI電壓，第二 NMOS開關(guān)管MC106導(dǎo)通，這樣實現(xiàn)對放電通路的接通，控制電池充電，并檢測電池的充電狀態(tài)。
[0032]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種充電器檢測電路的電路原理圖，如圖2所示，該充電器檢測電路包括:電流源1201、第三NMOS開關(guān)管麗202和反相器INV203。電流源1201的輸入端輸入模擬電源電壓VDDA，電流源1201的輸出端與第三NMOS開關(guān)管麗202的漏極相連接，第三NMOS開關(guān)管MN202的源極輸入VMI電壓，柵極輸入地電壓，漏極與反相器INV203的輸入端相連接，反相器INV203的輸出端輸出第一輸出信號CHG。
[0033]圖2中，未接入充電器之前，也即未檢測到電池被接入充電器時，VMI電壓不會低于地電壓，所以第三NMOS開關(guān)管麗202處于截止?fàn)顟B(tài)，模擬電源電壓VDDA經(jīng)電流源1201后至反相器INV203的輸入端,也即反相器INV203的輸入信號為高電平，則其第一輸出信號CHG為低電平；第一次接入充電器后，也即檢測到電池被接入充電器時，由于電池初始時處于禁止充放電的狀態(tài)，電池負(fù)極的電壓會被充電器拉低至低于地電壓,導(dǎo)致VMI電壓也低于地電壓，所以第三NMOS開關(guān)管麗202導(dǎo)通，從而反相器INV203的輸入信號變?yōu)榈碗娖?，其第一輸出信號CHG變?yōu)楦唠娖健?br> [0034]優(yōu)選地，上述電流源1201的電流值為0.1毫安。
[0035]圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種充電器檢測電路的電路原理圖，如圖3所示，該充電器檢測電路包括:電阻R301、第三NMOS開關(guān)管麗302和反相器INV303。電阻R301的一端輸入模擬電源電壓VDDA，另一端與第三NMOS開關(guān)管MN202的漏極相連接，第三NMOS開關(guān)管MN302的源極輸入VMI電壓，柵極輸入地電壓，漏極與反相器INV303的輸入端相連接，反相器INV303的輸出端輸出第一輸出信號CHG。
[0036]圖3中，其第一輸出信號CHG也會根據(jù)是否接入充電器而相應(yīng)的變?yōu)楦叩碗娖?，其中第一輸出信號CHG的變化方式與圖2中第一輸出信號CHG的變化方式相似，在此不作贅述。
[0037]優(yōu)選地，上述電阻R301的電阻值大于I兆歐姆。
[0038]圖4本發(fā)明實施例提供的一種可編程電路的電路原理圖，如圖4所示，該可編程電路包括:開關(guān)管K401、修調(diào)單元F402、反向器INV403和電流源1404。開關(guān)管K401的一端與修調(diào)單元F402相連接，另一端輸入VMI電壓，控制端與充電器檢測電路相連接，修調(diào)單元F402的一端輸入模擬電源電壓VDDA，另一端與反向器INV403的輸入端相連接，并且通過電流源1404接地，反向器INV404的輸出端輸出第二輸出信號act。
[0039]圖4中，未接入充電器之前(也即未使用之前)，開關(guān)管K401的控制端接收到的充電器檢測電路的第一輸出信號CHG為低電平，也即接收到充放電關(guān)斷信號，開關(guān)管K401保持關(guān)斷，修調(diào)單元F402表現(xiàn)為短路，模擬電源電壓VDDA經(jīng)修調(diào)單元F402后至反相器INV403的輸入端，也即反相器INV403的輸入信號為高電平，則第二輸出信號act為低電平；第一次接入充電器后，開關(guān)管K401的控制端接收到的充電器檢測電路的第一輸出信號CHG為高電平，也即接收到第一充放電激活信號，開關(guān)管K401導(dǎo)通，大電流將從VDDA經(jīng)過修調(diào)單元F402，并經(jīng)過開關(guān)管K401流至VMI，導(dǎo)致修調(diào)單元F402被過大的電流燒斷，形成斷路，反向器INV403的輸入信號變?yōu)榈碗娖?，則其第二輸出信號act變?yōu)楦唠娖健?br> [0040]需要說明的是，上述修調(diào)單元F402被燒斷后，則不再有效，也即本發(fā)明中的電池只能被激活一次，由此，可以通過判斷電池是否被激活過，來判斷該電池是否被使用過。
[0041]優(yōu)選地，上述電流源1404的電流值為0.1毫安。
[0042]圖5本發(fā)明實施例提供的另一種可編程電路的電路原理圖，如圖5所示，該可編程電路包括:開關(guān)管K501、修調(diào)單元F502、反向器INV503和電阻R504。開關(guān)管K501的一端與修調(diào)單元F502相連接，另一端輸入VMI電壓，控制端與充電器檢測電路相連接，修調(diào)單元F502的一端輸入模擬電源電壓(VDDA)，另一端與反向器INV503的輸入端相連接，并且通過電阻R504接地，反向器INV503的輸出端輸出第二輸出信號act。
[0043]圖5中，其第二輸出信號act也會根據(jù)是否接入充電器而相應(yīng)的變?yōu)楦叩碗娖?，其中第二輸出信號act的變化方式與圖4中第二輸出信號act的變化方式相似，在此不作贅述。
[0044]優(yōu)選地，上述電阻R504的電阻值大于I兆歐姆。另外，本發(fā)明還可以提供一種電池保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包括第一電阻R1、第二電阻R2、電容Cl和上述實施例所述的電池保護電路，第一電阻(Rl)的一端與電芯的正極相連接，另一端與電容Cl相連接，電容Cl與電池保護電路相連接，第二電阻(R2)連接在電池負(fù)極與電池保護電路之間。
[0045]綜上，本發(fā)明實施例提供的電池保護電路及系統(tǒng)，在使用前，禁止電池充放電；而當(dāng)檢測到電池被接入充電器后，通過發(fā)送激活信號來激活電池的充放電功能，由此可以避免電池在使用前放置一段時間后就被耗光的問題，從而提高了用戶的體驗度。此外，由于電池在使用前是未被激活的，所以可以通過判斷電池是否已被激活過來判斷電子設(shè)備和電池是否為新的產(chǎn)品。
[0046]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池保護電路，其特征在于，所述電池保護電路包括:功能開關(guān)管、充電器檢測電路、可編程電路和充放電檢測控制電路； 所述功能開關(guān)管連接于電池負(fù)極與所述充放電檢測控制電路之間； 所述充電器檢測電路，用于檢測所述電池是否被接入充電器，當(dāng)未檢測到所述電池被接入充電器時，輸出充放電關(guān)斷信號；當(dāng)檢測到所述電池被接入充電器時，輸出第一充放電激活信號； 所述可編程電路，與所述充電器檢測電路相連接，用于當(dāng)接收到所述充放電關(guān)斷信號時，輸出初始狀態(tài)信號；當(dāng)接收到所述第一充放電激活信號時，將所述初始狀態(tài)信號改寫為第二充放電激活信號； 所述充放電檢測控制電路，與所述可編程電路相連接，用于當(dāng)接收到所述初始狀態(tài)信號時，關(guān)閉所述功能開關(guān)管，禁止所述電池充放電；當(dāng)接收到所述第二充放電激活信號時，打開所述功能開關(guān)管，控制所述電池充放電，并檢測所述電池的充放電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池保護電路，其特征在于，所述功能開關(guān)管包括第一NMOS開關(guān)管(MD)和第二 NMOS開關(guān)管(MC)； 所述第一 NMOS開關(guān)管(MD)的源極與所述電芯的負(fù)極相連接，所述第一 NMOS開關(guān)管(MD)的漏極與所述第二 NMOS開關(guān)管(MC)的漏極相連接，所述第二 NMOS開關(guān)管(MC)的源極連接至所述電池負(fù)極，所述第一 NMOS開關(guān)管(MD)的柵極、所述第二 NMOS開關(guān)管(MC)的柵極分別與所述充放電檢測控制電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池保護電路，其特征在于，所述充電器檢測電路包括:電流源(II)、第三NMOS開關(guān)管(MNl)和反相器(INVl)； 所述電流源(Il)的輸入端輸入模擬電源電壓(VDDA)，所述電流源(Il)的輸出端與所述第三NMOS開關(guān)管(MNl)的漏極相連接，所述第三NMOS開關(guān)管(MNl)的源極輸入VMI電壓，柵極輸入地電壓，漏極與所述反相器(INVl)的輸入端相連接，所述反相器(INVl)的輸出端輸出第一輸出信號(CHG)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池保護電路，其特征在于，所述電流源(Il)的電流值為0.1暈安。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池保護電路，其特征在于，將所述電流源(Il)替換為電阻(R3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池保護電路，其特征在于，所述電阻(R3)的電阻值大于I兆歐姆。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池保護電路，其特征在于，所述可編程電路包括:開關(guān)管(Kl)、修調(diào)單元(Fl)、反向器(INV2)和電流源(12)； 所述開關(guān)管(Kl)的一端與所述修調(diào)單元(Fl)相連接，另一端輸入VMI電壓，控制端與所述充電器檢測電路相連接，所述修調(diào)單元(Fl)的一端輸入模擬電源電壓(VDDA)，另一端與所述反向器(INV2)的輸入端相連接，并且通過所述電流源(12)接地，所述反向器(INV2)的輸出端輸出第二輸出信號(act)； 當(dāng)所述開關(guān)管(Kl)的控制端接收到所述充放電關(guān)斷信號時，所述開關(guān)管(Kl)保持關(guān)斷，所述修調(diào)單元(Fl)形成短路，所述反相器(INV2)的輸入信號為高電平，所述第二輸出信號(act)為低電平； 當(dāng)所述開關(guān)管(KI)的控制端接收到所述第一充放電激活信號時，所述開關(guān)管(Kl)導(dǎo)通，大電流經(jīng)過所述修調(diào)單元(Fl)，所述修調(diào)單元(Fl)被燒斷，形成斷路，所述反相器(INV2)的輸入信號為低電平,所述第二輸出信號(act)為高電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池保護電路，其特征在于，所述電流源(Il)的電流值為0.1暈安。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池保護電路，其特征在于，將所述電流源(12)替換為電阻(R4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池保護電路，其特征在于，所述電阻(R4)的電阻值大于I兆歐姆。
11.一種電池保護系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、電容(Cl)和如權(quán)利要求1?10任一項所述的電池保護電路； 所述第一電阻(Rl)的一端與電芯的正極相連接，另一端與所述電容(Cl)相連接，所述電容(Cl)與所述電池保護電路相連接，所述第二電阻(R2)連接在所述電池負(fù)極與所述電池保護電路之間。
【文檔編號】H02J7/00GK104348233SQ201410666105
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】王釗 申請人:無錫中星微電子有限公司