CN104779587A - 具有永久失效的次电池保护 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有永久失效的次电池保护。提供一种用于保护电池不受充电和/或放电故障损害的次电池保护电路。次电池保护电路可以包括第一端子和第二端子、晶体管、熔丝以及熔丝控制电路，其中晶体管电连接在所述第一端子和所述第二端子之间，熔丝电耦接于晶体管的栅极，且熔丝控制电路被配置成在故障状态的情况下使足以断开熔丝的电流流过熔丝。

Description

具有永久失效的次电池保护

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2014年1月13日、序列号为61/926707、题目为“具有永久失效的次电池保护”的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容以引用的方式合并于此。

技术领域

本申请一般涉及电路保护设备领域并且更具体地涉及用于保护电池组的电路。

背景技术

许多现代化的电子设备包括为电子设备供电的电池。经常，这些电池是可再次充电的。例如，膝上型电脑、平板电脑、智能手机以及其他包括可充电电池的这种设备。例如，用户可以给设备充电，或者给电池充电，并且电池能够在其它电源不易获得或者不方便使用的时间段中向设备供电。

被用于这些电子设备的可充电电池包括具有许多次电池单元的可充电电池。例如，锂离子和锂离子聚合物电池包括多个次电池单元。每个次电池单元包括被离子可渗透材料分离的正电极和负电极。次电池单元可以被电连接(例如，并联)并且封闭在金属壳体中或者设置在袋(pouch)中以形成“电池组”。基于锂的次电池单元的有利方面是其具有被反复充电和放电的能力，以及具有高容积的能量密度。

然而，正如将被理解的，基于锂的可充电电池对于充电、放电和操作温度具有较小的容差值。换言之，基于锂的电池组不应该是过热的、过充电的或者超过特定限制放电的。在过热或者过充电的极端情况下，电池组会破裂和/或燃烧。另外，当电池组被放电超过特定限制时，其可能无法再次充电和/或其再次充电是不安全的。例如，这些电池组需要许多安全措施以阻止操作期间的故障并确保操作期间的安全。因此，这样的电池组通常设置有电池保护电路，以用于减少和/或阻止次电池单元的过充、过放以及温度范围之外的操作。

发明内容

本发明内容被提供以将在具体实施方式中进一步描述的概念的选择以简化形式进行介绍。该发明内容不旨在识别所请求保护的主题的关键特征或者重要特征，也不旨在帮助确定请求保护的主题的范围。

需要一种用于保护电池组的次保护电路，该次保护电路对于将电池组从充电器和/或负载永久地断开提供精确控制。换言之，需要一种次保护电路，该次保护电路的运行更少地依赖于外部状态(例如，温度、供电电平等)

多个示例提供次电池组保护电路。次电池组保护电路可以包括第一端子和第二端子，电耦接于第一端子和第二端子之间的晶体管，电耦接于晶体管的栅极的熔丝，以及配置为在故障状态的情况下使足以断开熔丝的电流流过熔丝的熔丝控制电路。

多个示例提供次电池组保护电路。次电池组保护电路可以包括第一端子和第二端子，电耦接到第一端子的放电开关，电耦接到放电开关和第二端子的充电开关，以及控制电路，该控制电路包括电耦接到放电开关以在第一熔丝断开的情况下永久断开放电开关的第一熔丝，该控制电路还包括电耦接到充电开关以在第二熔丝断开的情况下永久断开充电开关的第二熔丝，该控制电路还包括熔丝控制电路，该熔丝控制电路被配置成在放电故障状态的情况下使足以断开第一熔丝的电流流过第一熔丝并且在充电故障的情况下使足以断开第二熔丝的电流流过第二熔丝。

对于一些示例，多个实施例可以提供次电池组保护电路，其中熔丝被设置在控制器集成电路(IC)中。在控制器IC中的熔丝可以比次电池保护电路中的普通熔丝小，因为流过该熔丝上的电流水平要比流入和流出电池组的电流低几个数量级。这样，断开熔丝可以比现有技术更快、更精确。进一步的，现有技术的设备中所需的元件(例如，两个电阻器连同两个大型熔丝)可以被移除，这样可以节省成本和组装中的困难。

多个示例提供电连接到主电池保护电路以向电池提供保护的次电池保护电路的至少一种操作方法。该方法包括通过熔丝控制电路提供电压信号给晶体管的棚极以导通晶体管，该晶体管电连接于第一端子和第二端子之间；允许电流在晶体管导通时从第一端子流到电池；检测电池中的故障状态并且向熔丝控制电路提供信号指示故障状态被检测到；并且使用熔丝控制电路在故障状态的情况下通过使足够量的电流流过连接到栅极的熔丝以断开熔丝来禁止从第一端子流到电池的电流。

附图说明

通过示例的方式，所公开设备的特定实施例现在将参考附图被描述，其中：

图1是包括次保护电路的电池保护电路的框图；

图2是次保护电路的框图；

图3-6是示例次保护电路的框图，该示例次保护电路全部根据本公开的至少一些实施例来布置；以及

图7是部分的示例次保护电路的框图，该部分示例次保护电路根据本公开的至少一些实施例来布置。

图8示出了根据本公开的次保护电路设备的制造方法的实施例的流程图。

图9示出了根据本公开的次保护电路设备的制造方法的其他实施例的流程图。

图10示出了根据本公开的次保护电路设备的操作方法的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明现在将在下文中参考附图更加全面的进行描述，在附图中示出优选实施例。然而，保护电路可以以多种不同的形式被实施并且不应该被理解成限于这里所述的实施例。而且，提供这些实施例使得本公开更透彻和完整，并且将这里所描述的保护电路的范围完整地传达给本领域技术人员。在附图中，相同的参考标号在全文指示相同的元件。

正如这里所描述的，本发明的各个实施例提供次电池组保护电路。次电池组保护电路可以包括第一端子和第二端子，电耦接在第一端子和第二端子之间的晶体管，电耦接于晶体管的棚极的熔丝，以及被配置成在故障状态的情况下使足以断开熔丝的电流流过熔丝的熔丝控制电路。

次保护电路可以与主保护电路一起设置来保护电池组。例如，本公开的各个实施例可以被提供用于保护锂离子或者锂离子聚合物电池组。这里所描述的次保护电路可以被提供用于在故障状态期间在主保护电路没有断开电池的情况下将电池组从充电器和/或负载上永久断开。保护电路包括主保护集成电路(IC)，其控制电池组的充电和放电同时在过充或过放情况下保护电池组。主保护IC控制晶体管以将电池组从充电器或者负载上电气断开。

保护电路的安全测试可以包括单个元件故障方法，其中主保护设备被移除并且检查电池组以确定电池组在被施加故障之后是否仍然能够稳定到安全状态。这种的一个示例是“滥用过放电”测试，在该测试中，当被用于断开充电器的晶体管被短路时(其移除了主保护IC如所期望来运行的能力)，危险的过电压状态被施加到电池组。

为了成功地通过滥用过放电测试，电池组可以包括次保护机构以当主保护IC故障时提供保护功能。次保护机构可以被用于提供将电池组从充电器和/或负载上的永久断开。其原因是由于滥用过放电对于基于锂的次电池单元来说是非常危险的，如果类似故障发生，那么将电池组永久失效是较安全的。因此，保护电路也可以包括次保护IC，其控制熔丝或者热切断机构以在滥用过放电情况下将电池组从充电电路上永久失效(例如，电气断开)。

图1示出了用于保护电池110的示例电池保护电路100。端子102和104被提供用于电连接电池110到充电器或者负载(例如，电子设备)。保护电路100包括控制IC 120用于控制放电开关130和充电开关140。放电开关(比如放电开关130)和充电开关140的每一个包括晶体管132、142(例如MOSFET等等)和二极管134、144。二极管134、144跨晶体管132、142的源极和漏极电连接。在正常的充电/放电操作期间，控制IC 120导通开关130和140两者(例如，通过施加高电压到晶体管132、142的栅极以将其导通)。

只要检测到充电故障(例如，过压情况，过流情况，过温情况等等)，控制IC 120断开充电开关140(例如，通过断开晶体管142)来停止对电池110的充电。然而，仍然允许放电电流流过放电开关130和充电开关140的二极管144。只要检测到放电故障(例如，低电压，过电流，过温等等)控制IC 120断开放电开关130来停止对电池110的放电。然而，仍然允许充电电流流过充电开关140和放电开关130的二极管134、144。

保护电路100也包括次保护电路150，其用作次保护机构并且当激活时，通过从端子102上永久地电气断开电池110来停止充电和/或放电。例如，如果控制IC 120在故障状态期间不能断开开关130、140其中之一，次保护电路150可以激活以从端子102上永久断开电池110。如图1所示，次保护电路150可以包括熔丝152。作为替代，次保护电路150可以包括其他保护装置(例如，正温度系数热敏电阻器，等等)。然而，次保护电路150的缺点是必需有大量电流来使得熔丝152断开。进一步的，在故障状态发生之时和熔丝152断开之时之间需要经历一定量的时间延迟。因此，电池组110在这段时间内可能被暴露在危险的状态中。

图2示出了次保护电路200的示例，其可以取代图1中的次保护电路150。次保护电路200包括用于将次保护电路200连接到主保护电路(例如，100)的端子202和204。

还提供用于将端子202从端子204永久电气断开的永久断开电路230以及用于激活永久断开电路230的开关240。永久断开电路230包括与熔丝236、238封装在一起的电阻器232、234。开关240包括晶体管242和二极管244。次控制IC 220被提供用于监视电池组210的故障状态并且当检测到该故障状态时导通开关240。例如，当次控制IC 220检测到故障(例如，非正常电压、电流或者温度)时，其将开关240中的晶体管242导通。由于晶体管242现在被导通，电流流过永久断开电路230的电阻器232、234。由电阻器232、234所产生的热量断开熔丝236、238中的一个或者两个，由此将电池组210从端子202永久断开。

与图1所描述的次保护电路150相比，次保护电路200对于断开具有更强的控制力。换言之，由于熔丝(例如熔丝152)可能要求和/或必需超过其额定电流相当多的电流来断开，这可能会导致较慢的断开时间。次保护电路200，然而，仍然使用热敏熔丝技术，其些体上具有相对例如晶体管较慢的反应时间。进一步的，由电阻器232、234所产生的热量随着电池/充电器电压和环境温度的不同而变化。这样，即使检测到过电压、过电流或过温状态，加热电阻器232、234并且断开熔丝236、238(例如热敏熔丝)也可能还会依赖于各种不能被非常精确地控制的参数。另外，由于电阻器232、234和熔丝236、238通常被封装在一起，因此组装永久断开电路230成本可能会高。

现在返回图3-7，所示出的是：多个实施例提供用于保护电池组的次保护电路以提供对于从充电器和/或负载永久断开电池组的更精确的控制。换言之，多个实施例描述了次保护电路，其运行会更少地依赖于外界状态(例如，温度、供电电平等等)。

更详细的，图3-4阐述了被配置成保护电池组不受充电故障(例如，过电压、过电流、过温等等)损害的次保护电路，同时图5-6阐述了被配置成保护电池组不受充电故障和放电故障(例如，低电压、过电流、过温等等)损害的次保护电路。图7示出了次保护电路的一部分。图3-7示出的次保护电路被配置成能够将电池组从电源(例如充电器)或者负载(例如电子设备)永久电气断开以保护电池组不进入非安全状态。

转向图3，更详细的，示出了用于保护电池组310的次保护电路300的框图。次保护电路300包括用于将次保护电路300电连接到主保护电路的端子302和304。换言之，端子302可以被用于将次保护电路连接到充电器和/或负载并且端子304可以被用于将次保护电路接地。

次控制IC 320被提供用于控制开关330从电池310上电气断开端子302。开关330包括晶体管332和二极管334。晶体管332的源极和漏极电连接到端子302和电池310。进一步的，二极管334跨晶体管332的源极和漏极耦接，同时二极管334阻止电流从端子302流到电池310。

次控制IC 320包括用于感测跨电池的故障状态的传感器322。应该理解的是，可以提供多个不同的传感器和感测机构用于确定电池中的故障状态。然而，一般地，传感器322和次控制IC 320可以确定与充电相关的故障(例如，过电压、过电流、过温等等)。熔丝控制电路324和熔丝控制电路326也被提供。熔丝控制电路324被耦接到传感器322以接收来自传感器的关于故障状态的指示。熔丝326电耦接到熔丝控制电路324以及晶体管332的棚极。进一步的，电阻器328可以被电耦接在端子304(例如，接地)和晶体管332的棚极之间。为了这里所述的目的，词语“耦接”及其派生词，旨在指示两个或更多个元件彼此直接物理或者电气接触或者两个或更多个元件彼此之间非直接接触，但是彼此之间仍然能够协作或者相互作用。

开关330被配置成当电流流动以充电电池310时，使电池310从端子302、304永久电气断开。在正常操作中(例如，正常被定义为非故障状态)，熔丝控制电路324提供高压信号给晶体管332的栅极，以导通晶体管，由此允许电流从端子302流到电池310以为电池310充电。当确定非正常状态时，足以断开熔丝326的电流流过熔丝326。晶体管332的棚极现在通过电阻器328连接到端子304(例如，地)。这样，栅极上的电压被拉低并且晶体管332被断开。结果，从端子302到电池310的电流路径是失效的，因此中断任何潜在的危险充电状态。重点注意的是，这会使得电池310的充电功能的永久失效。

重点注意的是，相对于流入和流出电池310的电流来说，熔丝326可以是小的(例如，电流负荷能力等等)。这样，与常规的***相比，控制熔丝326的断开更加容易并且更加可靠。

转向图4，更详细的，示出了次保护电路300的可选择的配置。换言之，图4示出的次保护电路400，包括以可选择的方式设置的次保护电路300的元件。更加详细地，次保护电路400包括连接在端子302和304之间的电池310，次控制IC 320和开关330。然而，开关330串联耦接在电池310和端子304之间(与图3的次保护电路300中的位于电池310和端子302之间有所不同)。换言之，开关330连接到端子304(例如接地端子)，替代端子302(例如，正端子)。

正如所描述的，晶体管332的源极和漏极耦接到端子304和电池310。晶体管332的棚极以与图3中所示的相同方式连接。更加详细的，棚极通过熔丝326被耦接到熔丝控制324以及通过电阻器328接地。正如将要理解的那样，次保护电路400的操作类似于上面关于次保护电路300所描述的操作。

转向图5，更详细的，示出了用于保护电池组510的次保护电路500的框图。次保护电路500包括用于将次保护电路500电连接到主保护电路的端子502和504。换言之，端子502可以被用于将次保护电路连接到充电器和/或负载并且端子504可以被用于将次保护电路接地。

次控制IC 520被提供来控制开关530(例如，充电开关)和开关540(例如，放电开关)以在充电和/或放电期间将端子502与电池电气断开。开关中的每个包括晶体管(例如532、542)和二极管(例如，534、544)。开关530、540耦接在端子302和电池510之间。次控制IC 520被配置成导通开关530、540，通过施加高压信号到每一开关的晶体管(例如，532、542)的棚极来导通开关。

充电开关530中的二极管534被配置成阻止充电电流(例如，从端子302流到电池310的电流)但是允许放电电流(例如从电池310流到端子302的电流)。类似地，放电开关540中的二极管544被配置成阻止放电电流但是允许充电电流。

次控制IC 520包括用于感测跨电池510的故障状态的传感器522。可以理解的是，可以提供用于确定电池中的故障状态的多种不同的传感器和感测机构。然而，一般来说，传感器522和次控制IC 520可以确定与充电相关的故障(例如，过电压、过电流、过温等等)或者与放电相关的故障(例如，低电压、过电流、过温等等)。熔丝控制电路524被耦接到传感器522以接收来自传感器522的关于故障状态的指示。

还提供了熔丝控制电路524和熔丝526以及527。熔丝526电耦接在熔丝控制电路524和充电开关530中的晶体管532的栅极之间。熔丝527，其可以是断开熔丝，耦接在熔丝控制电路524和放电开关540中的晶体管542的棚极之间。进一步的，电阻器528、529分别电耦接在端子504(例如，接地)和晶体管532、542的栅极之间。

开关530(例如，充电开关)被配置成当电流流动以充电电池510时使电池510能够从端子502、504永久电气断开。更加详细的，次控制IC 520被配置成使开关530被永久断开，由此中断电池充电所必经的电流路径。然而，由于开关530包括二极管534，当放电开关540导通时，仍然提供放电电流路径(例如，从电池到端子502)。

类似地，放电开关540被配置成当电流从电池510中流出时，使电池510从端子502、504永久电气断开。更加详细的，次控制IC 520被配置成使开关540被永久断开，由此中断电池放电所必经的电流路径。然而，由于开关540包括二极管544，当充电开关530导通时，仍然提供充电电流路径(例如，从端子502到电池510)。

在正常操作期间，熔丝控制电路524提供高压信号给晶体管532、542的栅极以导通晶体管，由此允许电流从端子502流到电池510以为电池510充电以及从电池510到端子502以为电池放电(例如为负载供电)。当确定非正常充电状态时，使足以断开熔丝526的电流流过熔丝526。晶体管532的棚极通过电阻器528被耦接到端子504(例如，接地)。这样，栅极上的电压被拉低并且晶体管532断开。结果，从端子502到电池510的电流路径失效，由此中断任何潜在的危害放电状态。重点注意的是，这会使电池510永远地失去充电功能。

当发生非正常放电情况时，使足以断开熔丝527的电流流过熔丝527。晶体管542的栅极现在通过电阻器529耦接到端子504(例如，接地)。这样，栅极的电压被拉低并且晶体管542断开。结果，从电池510到端子502的电流路径失效，由此中断任何潜在的危险放电状态。重点注意的是，这会使电池510的放电功能永久地失效。

转向图6，更详细的，示出了次保护电路500的可选择配置。换言之，图6示出的次保护电路600，包括以可选择的方式设置的次保护电路500的元件。更加详细的，次保护电路600包括连接在端子502和504之间的电池510，次控制IC 520、开关530、540。然而，开关530、540串联耦接在电池510和端子504之间(与图5的次保护电路500中的位于电池510和端子502之间有所不同)。换言之，开关530、540连接到接地端子504，代替正极端子502。

正如所述那样，晶体管532、542的源极和漏极耦接到端子504和电池510。晶体管532、542的栅极以与图5相同的方式耦接。更加具体的，栅极通过熔丝526、527耦接到524并且通过电阻器528、529接地。正如将要被理解的那样，次保护电路600的操作类似于上面关于次保护电路500所描述的操作。

转向图7，更加具体的，示出了次控制IC 700的示例。次控制IC700被配置成为充电(例如，熔丝330、熔丝530等等)或者放电(例如，熔丝540)提供次保护。可以理解的是这不旨在限制，相反这是为了清楚和易于理解的目的而作出的。

次控制IC 700包括传感器722，传感器722具有用于将传感器722连接到电池以监视电池的故障状态的端子722-A和722-B。另外，次控制IC 700包括熔丝726和电阻器728，其用于耦接到开关中的晶体管(晶体管332、532、532等等)的栅极，该晶体管要被永久关闭以从充电器或者负载上断开电池。提供端子726-A用于将熔丝726和电阻器728耦接到开关中的晶体管的栅极。另外，提供电源轨702和接地轨704用于将次控制IC 700连接到电源和接地。次控制IC还包括晶体管驱动器760(例如，驱动电路，充电泵等等)来为端子726-A提供高压信号以导通晶体管。还提供熔丝短路晶体管770、780用于短路电源轨702和接地轨704之间的熔丝726以使熔丝726断开。更详细地，当检测到非正常状态时，熔丝控制电路724可以导通熔丝短路晶体管770、780，使大电流从电源轨702通过晶体管770、熔丝726、晶体管780流到接地轨704。这样的大电流将快速地使熔丝726断开，因此通过导通连接到端子726-A的晶体管来使晶体管驱动器760失效。

如上所述，为了表达的方便和清楚，所示的次控制IC 700被配置为为单个开关提供永久断开的特征。这不是为了限制。例如，次控制IC 700可以被配置有多对短路晶体管以为多个开关提供断开特征(例如，断开熔丝526、527等等)，由此减少在限流电路中对温度和电源影响的依赖。

图8是根据本发明实施例的用于保护电池组的次保护电路的制作方法800的流程图。例如，仅以示例的方式，图8的制作方法800可以被用于制作次保护电路300，次保护电路设备300，和/或次保护电路设备700。制作方法800开始于框802。该制作方法800进展到框804。在框804，第一端子和第二端子在框804被提供。在框806，提供晶体管，并且将该晶体管电连接在第一端子和第二端子之间。在框808，制造方法800提供电耦接到晶体管的棚极的熔丝。在框810，制造方法800提供熔丝控制电路，该熔丝控制电路被配置成在故障状态的情况下产生足以断开熔丝的电流。制作方法800可以终止于框812。

图9是根据本发明实施例的用于保护电池组的次保护电路的制作方法900的流程图。例如，仅以示例的方式，图9的制作方法800可以被用于制作次保护电路设备500和/或次保护电路设备600。制作方法900开始于框902。制作方法900进展到框904。在框904，第一端子和第二端子在框904被提供。在框906，制作方法900提供电连接到第一端子的放电开关。在框908，制作方法900提供电连接到放电开关以及第二端子的充电开关。在框910，制作方法900提供控制电路，该控制电路包括第一熔丝、第二熔丝和熔丝控制电路，其中第一熔丝电耦接到放电开关以在第一熔丝断开的情况下永久地断开放电开关，第二熔丝电耦接到充电开关以在第二熔丝断开的情况下永久地断开充电开关，而熔丝控制电路被配置成在放电故障状态的情况下使足以断开第一熔丝的电流流过第一熔丝并且在充电故障的情况下使足以断开第二熔丝的电流流过第二熔丝。制作方法900可以终止于912。

图10是根据本发明实施例的用于保护电池组的次保护电路的操作方法1000的流程图。操作方法1000开始于框1002。操作方法1000进展到框1004。在框1004，操作方法1000通过熔丝控制电路为电连接于第一端子和第二端子之间的晶体管的栅极提供电压信号(例如，高压信号)以导通晶体管。

在框1006，操作方法1000在晶体管导通时允许电流从第一端子流到电池。在框1008，操作方法1000检测电池中的故障状态并且提供信号给熔丝控制电路指示该故障状态被检测到。在一个实施例中，操作方法1000可以使用可操作地耦接到熔丝控制电路的传感器来检测电池中的一个或多个充电故障并且该一个或多个充电故障选自包括过电压、过电流和过温的组。

在框1010中，操作方法1000在故障状态的情况下利用熔丝控制电路使足够量的电流流过连接到栅极的熔丝以断开熔丝，从而阻止电流从第一端子流到电池。在一个实施例中，通过跨晶体管的源极和漏极电耦接的二极管来阻止电流从第一端子流到电池。操作方法1000可以终止于框1012。

因此，正如这里所描述的，本发明的重大进步和好处在于：通过更高效和更精确地控制电池组从充电器和/或负载上永久地断开来保护电池组。换言之，本发明提供的次保护电路，其运行较少地依赖于外部状态(例如，温度、供电电平等等)，例如，由于跨电阻器的电压降可以被更精确地测量，即使温度和供电电平是变化的，也能减少限流电路中对温度和电源影响的依赖。

在一个实施例中，次电池保护电路包括电池不受充电和/或放电故障的损害。次电池保护电路可以包括第一端子和第二端子、晶体管、熔丝以及熔丝控制电路，其中晶体管电连接在第一端子和第二端子之间，熔丝电耦接到晶体管的棚极，而熔丝控制电路配置成在故障状态的情况下使足以断开该熔丝的电流流过该熔丝。次电池保护电路包括可操作地耦接到熔丝控制电路的传感器，该传感器配置成检测由次电池保护电路所保护的电池中的故障状态并且为熔丝控制电路提供信号来指示故障状态被检测到。第一端子被配置成连接到所保护的电池并且第二端子被配置成连接到电池充电电路，而传感器进一步可操作地耦接到第一端子并且配置成检测一个或多个充电故障。该一个或多个充电故障选自包括过电压、过电流和过温的组。次电池保护电路进一步包括跨晶体管的源极和漏极电耦接的二极管，以及电耦接在晶体管棚极和接地之间的电阻器。次电池保护电路进一步包括第三端子，其中第一端子被配置成连接到被保护的电池，而第二端子被配置成接地，并且第三端子被配置成连接到电池充电电路。

换言之，第一端子被配置成被连接到被保护的电池，第二端子被配置成连接到电池充电电路，第一传感器被配置成检测在电池和电池充电器之间的一个或多个充电故障。

尽管通过参考特定实施例来公开本公开，在不超出由所附权利要求界定的本公开的范畴和范围的情况下，可以对所描述的实施例作出许多修改、改变和变动。因此，这意味着本公开不限于所述实施例，而是具有由以下权利要求的语言及其等同物所定义的全部范围。

上述已经描述的包括所公开构造的示例。当然，其不可能描述元件和/或方法的每个可能的组合，但是本领域的技术人员可以认识到许多进一步的组合和改变是可能的。因此，新的构造旨在包括所有落入所附权利要求的精神和范围内的所有这种改变、修改和变化。

Claims (25)

1.一种次电池保护电路，包括：

第一端子和第二端子；

晶体管，其电连接在所述第一端子和所述第二端子之间；

熔丝，其电耦接到所述晶体管的栅极；以及

熔丝控制电路，其被配置成在故障状态的情况下使足以断开所述熔丝的电流流过所述熔丝。

2.根据权利要求1所述的次电池保护电路，进一步包括，传感器，其可操作地耦接到所述熔丝控制电路，所述传感器被配置成，检测被所述次电池保护电路保护的电池中的所述故障状态，并且向所述熔丝控制电路提供信号来指示所述故障状态被检测到。

3.根据权利要求2所述的次电池保护电路，其中所述第一端子被配置成连接到被保护的电池，并且所述第二端子被配置成连接到电池充电电路，所述传感器进一步可操作地耦接到所述第一端子并且被配置成检测一个或多个充电故障。

4.根据权利要求3所述的次电池保护电路，其中所述一个或多个充电故障选自包括过电压、过电流和过温的组。

5.根据权利要求1所述的次电池保护电路，进一步包括跨所述晶体管的源极和漏极电耦接的二极管。

6.根据权利要求1所述的次电池保护电路，进一步包括电耦接在所述晶体管的所述栅极和接地之间的电阻器。

7.根据权利要求1所述的次电池保护电路，进一步包括第三端子，其中所述第一端子被配置成连接到被保护的电池，所述第二端子被配置成接地，以及所述第三端子被配置成连接到电池充电电路。

8.一种次电池保护电路，包括：

第一端子和第二端子；

放电开关，其电连接到所述第一端子；

充电开关，其电连接到所述放电开关和所述第二端子；以及

控制电路，包括：

第一熔丝，其电耦接到所述放电开关，以在所述第一熔丝断开的情况下将所述放电开关永久断开：

第二熔丝，其电耦接到所述充电开关，以在所述第二熔丝断开的情况下将所述充电开关永久断开；以及

熔丝控制电路，其配置成在放电故障状态的情况下使足以断开所述第一熔丝的电流流过所述第一熔丝以及在充电故障的情况下使足以断开所述第二熔丝的电流流过所述第二熔丝。

9.根据权利要求8所述的次电池保护电路，所述控制电路进一步包括第一传感器，其可操作地耦接到所述熔丝控制电路，所述第一传感器被配置成检测由所述次电池保护电路保护的电池中的充电故障状态并且向所述熔丝控制电路提供第一信号来指示所述充电故障状态被检测到。

10.根据权利要求9所述的次电池保护电路，所述控制电路进一步包括第二传感器，其可操作地耦接到所述熔丝控制电路，所述第二传感器被配置成检测由所述次电池保护电路保护的电池中的所述放电故障状态并且向所述熔丝控制电路提供第二信号来指示所述放电故障被检测到。

11.根据权利要求10所述的次电池保护电路，其中所述第一传感器和所述第二传感器是相同的。

12.根据权利要求9所述的次电池保护电路，其中所述第一端子被配置成连接到被保护的电池并且所述第二端子被配置成连接到电池充电电路，所述第一传感器被配置成检测所述电池和电池充电器之间的一个或多个充电故障。

13.根据权利要求12所述的次电池保护电路，其中所述一个或多个充电故障选自包括过电压、过电流和过温的组。

14.根据权利要求10所述的次电池保护电路，其中所述第一端子被配置成连接到被保护的电池并且所述第二端子被配置成连接到负载，所述第二传感器被配置成检测所述电池和所述负载之间的一个或多个放电故障。

15.根据权利要求14所述的次电池保护电路，其中所述一个或多个放电故障选自包括低电压、过电流和过温的组。

16.根据权利要求8所述的次电池保护电路，所述充电开关包括晶体管和二极管，其中所述二极管跨所述晶体管的源极和漏极电耦接。

17.根据权利要求16所述的次电池保护电路，其中所述晶体管是第一晶体管，所述二极管是第一二极管，所述放电开关包括第二晶体管和第二二极管，其中所述第二二极管跨所述第二晶体管的源极和漏极电耦接。

18.根据权利要求17所述的次电池保护电路，进一步包括第一电阻器以及第二电阻器，所述第一电阻器电耦接在所述第一晶体管的栅极和接地之间，所述第二电阻器电耦接在所述第二晶体管的所述栅极和接地之间。

19.根据权利要求8所述的次电池保护电路，进一步包括第三端子，其中所述第一端子被配置成连接到被保护的电池，所述第二端子被配置成接地，而所述第三端子被配置成连接到电池充电电路。

20.根据权利要求8所述的次电池保护电路，进一步包括第三端子，其中所述第一端子被配置成连接到被保护的电池，所述第二端子被配置成接地，而所述第三端子被配置成连接到负载。

21.一种次电池保护电路的操作方法，所述次电池保护电路电连接到主电池保护电路以为电池提供保护，所述方法包括：

由熔丝控制电路向晶体管的栅极提供电压信号以导通所述晶体管，所述晶体管电连接于第一端子和第二端子之间；

当所述晶体管导通时允许电流从所述第一端子流到所述电池；

检测所述电池的故障状态并且向熔丝控制电路提供信号来指示所述故障状态被检测到；以及

使用所述熔丝控制电路在检测到所述故障状态的情况下使足够量的电流流过连接到所述晶体管的栅极的熔丝以断开所述熔丝来阻止电流从所述第一端子流到所述电池。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括使用传感器，所述传感器可操作地耦接到所述熔丝控制电路来检测所述电池中的一个或多个充电故障。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述一个或多个充电故障选自包括过电压、过电流和过温的组。

24.根据权利要求21所述的方法，进一步包括通过跨所述晶体管的源极和漏极电耦接的二极管来阻止电流从所述第一端子流到所述电池。

25.根据权利要求21所述的方法，进一步包括电阻器，所述电阻器电耦接在所述晶体管的所述栅极和接地之间。