CN102983557B - 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 - Google Patents
一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102983557B CN102983557B CN201210484658.5A CN201210484658A CN102983557B CN 102983557 B CN102983557 B CN 102983557B CN 201210484658 A CN201210484658 A CN 201210484658A CN 102983557 B CN102983557 B CN 102983557B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control signal
- battery
- switching device
- power switch
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种改进充电功率开关控制信号产生电路的电池保护电路，所述控制信号产生电路包括产生控制信号的控制器、开关器件和限流电阻，其中开关器件包括三端，其控制端连接于控制器的输出端，一端连接于高电平，另一端连接于限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接低电平，开关器件与限流电阻的连接节点作为电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端，允许充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件导通，电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端输出控制信号使充电功率开关导通，禁止充电时，控制器输出控制信号使开关器件截止，所述电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端输出控制信号使充电功率开关关断。
Description
【技术领域】
本发明涉及电子电路领域，特别是关于一种电池保护电路中充电功率开关控制信号产生电路的改进。
【背景技术】
如图1所示，现有的锂电池在充电时，通常会设置一块充电保护芯片，用来根据电池的充放电状态控制什么时候对锂电池进行充电，什么时候禁止对锂电池充电，以实现对电池的保护。
图1示出了一种电池保护***的结构图。如图1所示，所述电池保护***包括电池电芯Bat、电阻R1、电容C1、电池保护电路110、电阻R2、充电功率开关130和放电功率开关120。电阻R1和电容C1串联于电池电芯Bat的正极B+和负极B-之间，充电功率开关和放电功率开关串联于电池电芯的负极B-和电池的负极P-之间，电池电芯Bat的正极B+直接与电池的正极P+之间。
所述放电功率开关包括NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)场效应晶体管MN1和寄生于其体内的二极管D1。所述充电功率开关包括NMOS场效应晶体管MN2和寄生于其体内的二极管D2。NMOS晶体管MN1的漏极和NMOS晶体管MN2的漏极相连，NMOS晶体管MN1的源极与电池电芯的负极B-相连，NMOS晶体管MN2的源极与电池的负极P-相连。
所述电池保护电路110包括三个连接端(或称为检测端)和两个控制端，三个连接端分别为电池电芯正极B+连接端VDD，电池电芯负极B-连接端VSS和电池负极P-连接端VM，两个控制端分别为充电控制端COUT和放电控制端DOUT。其中连接端VDD连接于电阻R1和电容C1之间，连接端VSS与电池电芯的负极B-相连，连接端VM通过电阻R2连接于电池的负极P-，充电控制端COUT与充电功率开关130的控制端相连，即NMOS晶体管MN2的栅极，放电控制端DOUT与放电功率开关120的控制端相连，即NMOS晶体管MN1的栅极。
所述电池保护电路110可以对电池电芯Bat进行充电保护和放电保护。在进行正常充电时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN2导通，NMOS晶体管MN1截止，充电电流从NMOS晶体管MN1的体二极管D1流到NMOS晶体管MN2。在充电发生异常(比如充电过流和充电过压)时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN2截止，从而切断了充电过程。在进行正常放电时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN2截止，NMOS晶体管MN1导通，放电电流从NMOS晶体管MN2的体二极管D2流到NMOS晶体管MN1。在放电发生异常(比如放电过流和放电过压)时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN1截止，从而切断了放电过程。
所述电池保护电路110通过连接端VM和VSS之间的压差来判断是否放电过流，如果差压超过预定电压阈值，则认为放电电流超过预定电流阈值，则启动放电过流保护功能，将放电控制端DOUT下拉至电池电芯的负极B-电位，禁止所述放电功率开关120进行放电。
现有的电池保护电路中，芯片通过COUT管脚控制充电开关管MN2的导通和截止，当保护芯片允许对电池充电时，芯片拉高COUT电平到接近VDD电位，晶体管MN2导通；当保护芯片禁止对电池充电时，芯片拉低COUT到接近VM，晶体管MN2截止。
现有的控制Cout输出的电路是采用两个晶体管分别控制Cout电路的上拉和下拉，上拉Cout时，通过控制信号控制上拉晶体管导通，使Cout的输出为接近VDD，下拉Cout时，通过控制信号控制下拉晶体管导通，使Cout的输出为接近VM。现有的这种充电开关管的控制信号产生电路，控制Cout上拉和下拉时需要分别产生两个控制信号以分别控制上拉晶体管和下拉晶体管。而当上拉晶体管导通工作时，下拉晶体管必须截止，此时下拉晶体管的源漏极之间的电压差非常大，所以下拉晶体管必须采用特殊结构的高压晶体管，增加特殊结构的高压晶体管会增加电路的复杂度，并且会增加芯片成本，而且下拉晶体管截止时，下拉晶体管的控制信号也必须低至VM电位，这对下拉晶体管的控制信号的产生电路也提出了更高的要求。
因此，有必要对现有的这种充电开关管的控制信号产生电路进行改进。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种改进充电功率开关控制信号产生电路的电池保护电路。
本发明的目的在于提供一种结构简单的电池保护电路中充电功率开关控制信号产生电路。
为达成前述目的，本发明一种电池保护电路，其包括：电池保护控制电路、由电池保护控制电路控制对电池电芯进行充电的充电功率开关和由电池保护控制电路控制对电池电芯进行放电的放电功率开关，所述电池保护控制电路包括控制所述充电功率开关的控制信号产生电路，所述控制信号产生电路包括产生控制信号的控制器、串联于第一节点和第二节点之间的开关器件和限流电阻，其中该开关器件的控制端连接于控制器的输出端，开关器件与限流电阻的连接节点作为电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端，第一节点的电平为高电平，第二节点的电平为低电平。
根据本发明的一个实施例，所述充电功率开关包括充电开关管和寄生于其体内的二极管。
根据本发明的一个实施例，所述充电开关管为场效应晶体管或结型晶体管。
根据本发明的一个实施例，所述充电开关管为NMOS场效应晶体管。
根据本发明的一个实施例，所述开关器件为PMOS晶体管，开关器件的源极连接于高电平，开关器件的栅极连接于控制器的输出端，接受控制信号，开关器件的漏极作为充电开关管控制信号的输出端，限流电阻串联于充电开关管控制信号的输出端与低电平之间，允许充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件导通，电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端输出控制信号使充电功率开关导通，禁止充电时，控制器输出控制信号使开关器件截止，所述电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端输出控制信号使充电功率开关关断。
为达成前述另一目的，本发明一种电池保护电路中充电功率开关控制信号产生电路，其包括：产生控制信号的控制器、串联于第一节点和第二节点之间的开关器件和限流电阻，其中该开关器件的控制端连接于控制器的输出端，开关器件与限流电阻的连接节点作为电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端，第一节点的电平为高电平，第二节点的电平为低电平。
根据本发明的一个实施例，所述开关器件为PMOS晶体管，开关器件的源极连接于高电平，开关器件的栅极连接于控制器的输出端，接受控制信号，开关器件的漏极作为充电开关管控制信号的输出端，限流电阻串联于充电开关管控制信号的输出端与低电平之间，允许充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件导通，其输出端输出高电平，禁止充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件导通，其输出端输出低电平。
本发明的充电开关管的控制信号产生电路，其使用一个上拉晶体管和纯电阻器作为充电开关管控制信号COUT的产生电路，在允许充电时，通过控制上拉晶体管导通，使充电开关管控制信号输出端COUT输出高电平，在禁止充电时，通过电阻器作为充电开关管控制信号输出端COUT的放电通路，使充电开关管控制信号输出端输出低电平，整个控制信号产生电路结构简单，只需要控制一个晶体管，产品成本低。
【附图说明】
图1是电池保护电路***的结构示意图。
图2是本发明的电池保护电路的充电开关管控制信号产生电路的结构示意图。
【具体实施方式】
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
请结合图1所示，本发明的电池保护***包括电池电芯Bat、电阻R1、电容C1、电池保护电路110、电阻R2、充电功率开关130和放电功率开关120。电阻R1和电容C1串联于电池电芯Bat的正极B+和负极B-之间，充电功率开关和放电功率开关串联于电池电芯的负极B-和电池的负极P-之间，电池电芯Bat的正极B+直接与电池的正极P+之间。
所述充电功率开关包括充电开关管Q2和寄生于其体内的二极管D2。其中在本发明的一个实施例中，所述充电开关管Q2为一个NMOS(N-channel MetalOxide Semiconductor)场效应晶体管MN2。所述放电功率开关包括放电开关管Q1和寄生于其体内的二极管D1，在本发明的一个实施例中，所述放电开关管Q1为NMOS场效应晶体管MN1。NMOS晶体管MN1的漏极和NMOS晶体管MN2的漏极相连，NMOS晶体管MN1的源极与电池电芯的负极B-相连，NMOS晶体管MN2的源极与电池的负极P-相连。
所述电池保护电路110包括三个连接端(或称为检测端)和两个控制端，三个连接端分别为电池电芯正极B+连接端VDD，电池电芯负极B-连接端VSS和电池负极P-连接端VM，两个控制端分别为充电控制端COUT和放电控制端DOUT。其中连接端VDD连接于电阻R1和电容C1之间，连接端VSS与电池电芯的负极B-相连，连接端VM通过电阻R2连接于电池的负极P-，充电控制端COUT与充电功率开关130的控制端相连，即NMOS晶体管MN2的栅极，放电控制端DOUT与放电功率开关120的控制端相连，即NMOS晶体管MN1的栅极。
所述电池保护电路110可以对电池电芯Bat进行充电保护和放电保护。在进行正常充电时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN2导通，NMOS晶体管MN1截止，充电电流从NMOS晶体管MN1的体二极管D1流到NMOS晶体管MN2。在充电发生异常(比如充电过流和充电过压)时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN2截止，从而切断了充电过程。在进行正常放电时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN2截止，NMOS晶体管MN1导通，放电电流从NMOS晶体管MN2的体二极管D2流到NMOS晶体管MN1。在放电发生异常(比如放电过流和放电过压)时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN1截止，从而切断了放电过程。
所述电池保护电路110通过连接端VM和VSS之间的压差来判断是否放电过流，如果差压超过预定电压阈值，则认为放电电流超过预定电流阈值，则启动放电过流保护功能，将放电控制端DOUT下拉至电池电芯的负极B-电位，禁止所述放电功率开关120进行放电。
请参阅图2所示，其显示本发明的电池保护电路中充电开关管控制信号产生电路的结构示意图。如图2所示，本发明的电池保护电路中充电开关管控制信号电路包括产生控制信号的控制器21、开关器件MP1和限流电阻R0，其中在本发明的一个实施例中，所述开关器件MP1为PMOS晶体管，晶体管MP1的源极连接于电源VDD，晶体管MP1的栅极连接于控制器的输出端，接受控制信号S，晶体管的漏极作为COUT的输出端，限流电阻R0串联于COUT输出端与VM之间。
电池保护电路通过COUT控制端控制充电开关管MN2的导通和截止，当保护电路允许对电池充电时，充电开关管控制信号产生电路的控制器21输出控制信号S，此时开关器件MP1导通，此时COUT的输出电位为（VDD-VM）R0/（R0+RMP1），通过增加流过COUT到VM之间电阻的电流使COUT输出高电平，COUT输出高电平，则充电开关管Q2导通，电池保护电路允许对电池进行充电。
当保护电路禁止对电池充电时，充电开关管控制信号产生电路的开关器件关断，此时COUT的输出端通过COUT与VM之间的电阻期间下拉COUT电位，COUT输出低电平，则充电开关管Q2截止。电池保护电路禁止对电池进行充电。
本发明的充电开关管的控制信号产生电路，其使用一个开关器件和纯电阻器作为充电开关管控制信号COUT的产生电路，在允许充电时，通过控制开关器件导通，使充电开关管控制信号输出端COUT输出高电平，在禁止充电时，通过电阻器作为充电开关管控制信号输出端COUT的放电通路，使充电开关管控制信号输出端输出低电平，整个控制信号产生电路结构简单，只需要控制一个晶体管，产品成本低。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
Claims (5)
1.一种电池保护电路，其包括：电池保护控制电路、由电池保护控制电路控制对电池电芯进行充电的充电功率开关和由电池保护控制电路控制对电池电芯进行放电的放电功率开关，所述电池保护控制电路包括控制所述充电功率开关的控制信号产生电路，所述控制信号产生电路包括产生控制信号的控制器、串联于第一节点和第二节点之间的开关器件和限流电阻，其中该开关器件的控制端连接于控制器的输出端，开关器件与限流电阻的连接节点作为电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端，第一节点的电平为高电平，第二节点的电平为低电平，
所述开关器件为PMOS晶体管，开关器件的源极连接于高电平，开关器件的栅极连接于控制器的输出端，接受控制信号，开关器件的漏极作为充电开关管控制信号的输出端，限流电阻串联于充电开关管控制信号的输出端与低电平之间，允许充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件导通，电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端输出控制信号使充电功率开关导通，禁止充电时，控制器输出控制信号使开关器件截止，所述电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端输出控制信号使充电功率开关关断。
2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于：所述充电功率开关包括充电开关管和寄生于其体内的二极管。
3.如权利要求2所述的电池保护电路，其特征在于：所述充电开关管为场效应晶体管或结型晶体管。
4.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于：所述充电开关管为NMOS场效应晶体管。
5.一种电池保护电路中充电功率开关控制信号产生电路，其包括：产生控制信号的控制器、串联于第一节点和第二节点之间的开关器件和限流电阻，其中该开关器件的控制端连接于控制器的输出端，开关器件与限流电阻的连接节点作为电池保护电路中充电功率开关控制信号的输出端，第一节点的电平为高电平，第二节点的电平为低电平，
所述开关器件为PMOS晶体管，开关器件的源极连接于高电平，开关器件的栅极连接于控制器的输出端，接受控制信号，开关器件的漏极作为充电开关管控制信号的输出端，限流电阻串联于充电开关管控制信号的输出端与低电平之间，允许充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件导通，其输出端输出高电平，禁止充电时，所述控制器输出控制信号使开关器件截止，其输出端输出低电平。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210484658.5A CN102983557B (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210484658.5A CN102983557B (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102983557A CN102983557A (zh) | 2013-03-20 |
| CN102983557B true CN102983557B (zh) | 2015-03-11 |
Family
ID=47857378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210484658.5A Active CN102983557B (zh) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102983557B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103219709B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-04-15 | 无锡中星微电子有限公司 | 具有单个充放电功率管的电池保护电路 |
| US9707855B1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-07-18 | Ford Global Technologies, Llc | Battery overcurrent diagnostic system |
| CN207475228U (zh) * | 2017-10-31 | 2018-06-08 | 深圳易马达科技有限公司 | 一种供电装置及其电池保护电路 |
| CN109617184A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-12 | 维沃移动通信有限公司 | 一种升压电路和终端 |
| CN112583078B (zh) * | 2020-12-17 | 2022-06-21 | 西安稳先半导体科技有限责任公司 | 一种电池组件、电池保护芯片和电子产品 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101378190A (zh) * | 2008-09-23 | 2009-03-04 | 陈赖容 | 电动车用铅酸蓄电池组的保护电路板 |
| CN201341019Y (zh) * | 2008-12-03 | 2009-11-04 | 何岳明 | 一种多节锂电池的充放电保护电路 |
| CN201349126Y (zh) * | 2008-09-23 | 2009-11-18 | 陈赖容 | 电动车用铅酸蓄电池组的保护电路板 |
| US7830120B2 (en) * | 2007-09-18 | 2010-11-09 | Nexergy, Inc. | Low side N-channel FET protection circuit |
| CN202930921U (zh) * | 2012-11-23 | 2013-05-08 | 无锡中星微电子有限公司 | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
-
2012
- 2012-11-23 CN CN201210484658.5A patent/CN102983557B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7830120B2 (en) * | 2007-09-18 | 2010-11-09 | Nexergy, Inc. | Low side N-channel FET protection circuit |
| CN101378190A (zh) * | 2008-09-23 | 2009-03-04 | 陈赖容 | 电动车用铅酸蓄电池组的保护电路板 |
| CN201349126Y (zh) * | 2008-09-23 | 2009-11-18 | 陈赖容 | 电动车用铅酸蓄电池组的保护电路板 |
| CN201341019Y (zh) * | 2008-12-03 | 2009-11-04 | 何岳明 | 一种多节锂电池的充放电保护电路 |
| CN202930921U (zh) * | 2012-11-23 | 2013-05-08 | 无锡中星微电子有限公司 | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102983557A (zh) | 2013-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103746347B (zh) | 电池保护芯片和电池*** | |
| JP5439800B2 (ja) | 二次電池保護用集積回路装置及びこれを用いた二次電池保護モジュール並びに電池パック | |
| JP5212042B2 (ja) | 二次電池の過電流保護回路 | |
| JP6084056B2 (ja) | 充放電制御回路及びバッテリ装置 | |
| CN102904218B (zh) | 电池保护ic以及电池装置 | |
| CN102709880B (zh) | 一种具有光耦保护功能的模块 | |
| CN102122831B (zh) | 电池组 | |
| CN102983557B (zh) | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 | |
| TW201714376A (zh) | 二次電池保護積體電路、二次電池保護裝置及電池組 | |
| CN102270867B (zh) | 电池状态监视电路以及电池装置 | |
| CN103036196B (zh) | 过压保护装置及方法 | |
| CN102983556B (zh) | 具有放电过流保护后自恢复功能的电池保护电路 | |
| CN104300509A (zh) | 适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路 | |
| CN103633628B (zh) | 一种电池保护电路 | |
| KR20120086256A (ko) | 출력 회로, 온도 스위치 ｉｃ, 및 전지 팩 | |
| CN103178499B (zh) | 具有零伏充电功能的可充电电池保护电路 | |
| CN204144922U (zh) | 电池保护电路 | |
| CN103647259A (zh) | 一种电池保护电路及其内的电压保护电路 | |
| JP5265934B2 (ja) | 充放電制御回路 | |
| CN202930921U (zh) | 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 | |
| CN114362287A (zh) | 一种电池0v禁止充电电路及电池保护电路 | |
| CN107516874B (zh) | 一种电池保护电路 | |
| KR20150098849A (ko) | 배터리의 0v 배터리 충전방지 제어회로 | |
| CN203589710U (zh) | 电池保护电路及其内的电压保护电路 | |
| CN203772939U (zh) | 一种过流检测电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: A 530 Taihu international science and Technology Park building 214135 Qingyuan Road in Jiangsu province Wuxi City District 10 layer Patentee after: WUXI ZHONGGAN MICROELECTRONIC CO., LTD. Address before: A 530 Taihu international science and Technology Park building 214135 Qingyuan Road in Jiangsu province Wuxi City District 10 layer Patentee before: Wuxi Vimicro Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170523 Address after: Spark Road 210061 Jiangsu province Nanjing city high tech Development Zone No. 17 Powerise Building 1 building B block 16 layer Patentee after: Nanjing Sino Microelectronics Co., Ltd. Address before: A 530 Taihu international science and Technology Park building 214135 Qingyuan Road in Jiangsu province Wuxi City District 10 layer Patentee before: WUXI ZHONGGAN MICROELECTRONIC CO., LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |