電池保護(hù)電路及系統(tǒng)的制作方法
【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，尤其涉及一種電池保護(hù)電路及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋰電池越來(lái)越廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，它的安全性也愈發(fā)重要。鋰電池保護(hù)電路可以對(duì)鋰電池進(jìn)行過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、放電過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)等。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種電池保護(hù)電路的電路圖，包含檢測(cè)電路和外圍功率管等電路。在鋰電池正常電壓范圍內(nèi)，功率管MOl和M02均導(dǎo)通，無(wú)論P(yáng)+P-之間接入充電器還是負(fù)載，鋰電池均可正常充放電。當(dāng)鋰電池電壓高于過(guò)充電保護(hù)閾值Voc時(shí)，MOl關(guān)斷(M02仍導(dǎo)通)，這樣切斷了充電環(huán)路。當(dāng)鋰電池電壓低于過(guò)放電保護(hù)閾值Vod時(shí)，M02關(guān)斷(M01仍導(dǎo)通)，這樣切斷了放電環(huán)路。
[0003]當(dāng)鋰電池電壓處于過(guò)充電保護(hù)狀態(tài)時(shí)，一旦P+P-之間接入負(fù)載，環(huán)路中會(huì)存在放電電流。此時(shí)，放電電流流過(guò)功率管MOl的寄生二極管D1。一般而言，二極管的導(dǎo)通壓降在0.6V左右。這樣，功率管Ml的功耗為0.6X放電電流。同理，當(dāng)鋰電池電壓處于過(guò)放電保護(hù)狀態(tài)時(shí)，一旦P+P-之間接入充電器，環(huán)路中會(huì)存在充電電流。此時(shí)，充電電流流過(guò)功率管M02的寄生二極管D2。這樣，功率管M02的功耗為0.6 X充電電流。
[0004]可見(jiàn)，在這兩種狀態(tài)下分別加負(fù)載和充電器時(shí)，相應(yīng)的功率管的功耗比較大，放電電流相對(duì)更大，不能適用于大電流應(yīng)用場(chǎng)合。并且，檢測(cè)電路外部有兩個(gè)功率管開(kāi)關(guān)，成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型基于該鋰電池保護(hù)電路，設(shè)計(jì)一種具有單功率管低功耗新型保護(hù)電路，可以實(shí)現(xiàn)更小的導(dǎo)通電阻，應(yīng)用在大電流負(fù)載的場(chǎng)合。而且該單功率管可以被集成，這樣降低了外圍器件的成本。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電池保護(hù)電路，該電池保護(hù)電路包括:功率管、電池和檢測(cè)電路；
[0007]所述檢測(cè)電路包括:電源端VDD、驅(qū)動(dòng)端VDRV、公共端GND和充/放電過(guò)流檢測(cè)端VM ；
[0008]所述電源端VDD與所述電池的正極相連接，通過(guò)第一充放電端口 P+充電或放電；所述電池的負(fù)極與所述公共端GND相連接，并且與所述功率管的漏極相連接；所述功率管的柵極與所述驅(qū)動(dòng)端VDRV相連接；所述功率管的體端BULK通過(guò)第一開(kāi)關(guān)電路與所述功率管的漏極相連接，以及通過(guò)第二開(kāi)關(guān)電路與所述功率管的源極相連接；所述功率管的源極和充/放電過(guò)流檢測(cè)端VM均連接第二充放電端口 P-；
[0009]優(yōu)選地，當(dāng)所述第二充放電端口 P-的電壓大于所述公共端GND的電壓時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)Kl導(dǎo)通，所述第二開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)，所述功率管的體端BULK和所述公共端GND連接；當(dāng)所述第二充放電端口 P-的電壓值小于所述公共端GND的電壓值時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)Kl斷開(kāi)，所述第二開(kāi)關(guān)K2導(dǎo)通，所述功率管的體端BULK和第二充放電端口 P-連接。
[0010]優(yōu)選地，當(dāng)所述電池處于過(guò)充/放電狀態(tài)，并且不接入負(fù)載/充電器時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)端VDRV連接到所述公共端GND，所述驅(qū)動(dòng)端VDRV為低電平，所述功率管截止。
[0011]優(yōu)選地，所述檢測(cè)電路包括:第一調(diào)節(jié)電路和第二調(diào)節(jié)電路。
[0012]當(dāng)所述電池處于過(guò)放電狀態(tài)，所述第一充放電端口 P+和所述第二充放電端口P-之間接入充電器時(shí)，所述功率管的體端BULK連接到所述第二充放電端口 P-;所述第一調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)端VDRV電壓升高，使所述驅(qū)動(dòng)端VDRV電壓與所述第二充放電端口P-之間的壓差大于所述功率管的開(kāi)啟電壓，所述功率管發(fā)生開(kāi)啟并工作在可變電阻區(qū)；同時(shí)調(diào)節(jié)所述第二充放電端口 P-，使所述第二充放電端口 P-端電壓大于二極管壓降-0.6V且小于等于OV ;
[0013]當(dāng)所述電池處于過(guò)充電狀態(tài)，所述第一充放電端口 P+和所述第二充放電端口P-之間接入負(fù)載時(shí)，所述功率管的體端BULK連接到所述公共端GND;所述第二調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)端VDRV電壓升高，使所述驅(qū)動(dòng)端VDRV電壓大于所述功率管的開(kāi)啟電壓，所述功率管發(fā)生開(kāi)啟并工作在可變電阻區(qū)；同時(shí)調(diào)節(jié)所述第二充放電端口 P-，使所述第二充放電端口 P-端電壓小于二極管壓降0.6V且大于等于0V。
[0014]優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)電路包括:第一場(chǎng)效應(yīng)管M1、第二場(chǎng)效應(yīng)管M2和第三場(chǎng)效應(yīng)管M3。
[0015]所述驅(qū)動(dòng)端VDRV與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極相連接；所述電源端VDD與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極相連接；所述第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極相連接，并且與所述電源端VDD相連接；所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與所述第二充放電端口 P-相連接；所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極相連接，并且與所述電源端VDD相連接；所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極與所述電源端VDD相連接；所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的源極與所述公共端GND相連接。
[0016]優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)電路還包括:第三開(kāi)關(guān)K3、第四開(kāi)關(guān)K4、第一電流源I1、第二電流源12和第三電流源13。
[0017]所述公共端GND和所述驅(qū)動(dòng)端VDRV通過(guò)串聯(lián)的所述第三開(kāi)關(guān)K3和所述第一電流源Il相連接；所述驅(qū)動(dòng)端VDRV和所述電源端VDD通過(guò)串聯(lián)的所述第四開(kāi)關(guān)K4和所述第二電流源12相連接；所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極和所述電源端VDD通過(guò)所述第三電流源13相連接。
[0018]優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)電路還包括:第一電阻Rl和第二電阻R2。
[0019]所述電源端VDD和所述第三功率管M3的柵極通過(guò)所述第一電阻Rl相連接；所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極和所述電源端VDD通過(guò)所述第二電阻R2相連接。
[0020]優(yōu)選地，所述第二調(diào)節(jié)電路還包括:第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、第七場(chǎng)效應(yīng)管M7和第八場(chǎng)效應(yīng)管M8。
[0021 ] 所述第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的漏極與所述驅(qū)動(dòng)端VDRV相連接；所述第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的源極與所述電源端VDD相連接；所述第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的柵極與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的柵極和漏極相連接，并且與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的漏極相連接；所述第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的源極與所述電源端VDD相連接；所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的源極與所述公共端GND相連接；所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的柵極與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的柵極和漏極相連接，并且與所述電源端VDD相連接；所述第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的源極與所述公共端GND相連接；所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的柵極與所述電源端VDD相連接；所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的源極與所述第二充放電端口 P-相連接；所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極與所述驅(qū)動(dòng)端VDRV相連接。
[0022]優(yōu)選地，所述第二調(diào)節(jié)電路還包括:第五開(kāi)關(guān)K5、第六開(kāi)關(guān)K6、第四電流源14和第五電流源15。
[0023]所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極和所述驅(qū)動(dòng)端VDRV通過(guò)所述第五開(kāi)關(guān)K5相連接；所述驅(qū)動(dòng)端VDRV和所述電源端VDD通過(guò)串聯(lián)的所述第六開(kāi)關(guān)K6和所述第四電流源14相連接；所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和所述電源端VDD通過(guò)所述第五電流源15相連接。
[0024]優(yōu)選地，所述第二調(diào)節(jié)電路還包括:第三電阻R3。
[0025]所述電源端VDD和所述第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的漏極通過(guò)所述第三電阻R3相連接。
[0026]優(yōu)選地，所述功率管和所述控制電路集成設(shè)置為一塊芯片。
[0027]本實(shí)用新型還提供了一種電池保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括本實(shí)用新型實(shí)施例所述的電池保護(hù)電路。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池保護(hù)電路及系統(tǒng)，當(dāng)電池電壓處于過(guò)充電狀態(tài)時(shí)，第一充放電端口 P+和第二充放電端口 P-之間接入負(fù)載，功率管發(fā)生開(kāi)啟并工作在可變電阻區(qū)，同時(shí)第二充放電端口 P-端的電壓被調(diào)節(jié)至0.1V且大于等于0V。當(dāng)電池電壓處于過(guò)放電狀態(tài)時(shí)，第一充放電端口 P+和第二充放電端口 P-之間接入充電器，功率管發(fā)生開(kāi)啟并工作在可變電阻區(qū)，同時(shí)第二充放電端口 P-端的電壓被調(diào)節(jié)至-0.1V且小于等于0V。有效的降低了功率管的功耗