CN111864867B - 电池保护控制电路、芯片及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池保护控制电路、芯片及电子装置，包括VDD端口、GND、R1、级联MOS管模块、N1、N2、R2、预设保护电路、MCU、CO端口、DO端口、VM端口；VDD端口连接R1的第一端，R1的第二端连接级联MOS管模块，级联MOS管模块连接N1的栅极、N2的栅极以及R3的第一端，N1的源极、R3的第二端以及N2的源极、漏极均接地；R1的第二端作为VDDA端口还连接预设保护电路以及MCU，MCU连接CO端口、DO端口、VM端口。本申请提供的电池保护控制电路能够避免电池电路中的电池保护电路由于电压过大而烧毁。

Description

电池保护控制电路、芯片及电子装置

技术领域

本申请涉及电池芯片技术领域，尤其涉及一种电池保护控制电路、芯片及电子装置。

背景技术

目前，锂电池以其优良的特性，被广泛应用于各种便携设备，如手机、摄录相机、笔记本电脑、电工工具、遥控或电动玩具等便携式电子设备中。

锂电池由于充电后可以重复多次使用，通常使用充电设备从电网中取电为锂电池充电，但是从电网中所取电的电压远大于锂电池的工作电压，因此需要使用充电设备将电压降压至锂电池的工作电压以便充电。但是，由于电网电压可能在瞬时变化较大，充电设备不能将该瞬时的电压降至锂电池的工作电压，导致锂电池的保护电路被烧毁。或者，在锂电池的放电的过程中，由于放电的过程中，输出电压不稳定，导致当电压高于预定值时，容易将锂电池保护电路烧毁。

发明内容

本申请提供一种电池保护控制电路、芯片及电子装置，以期避免电池电路中的电池保护电路由于电压过大而烧毁。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池保护控制电路，包括正极电压VDD端口、接地端口GND、第一电阻R1、级联MOS管模块、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第二电阻R2、预设保护电路、微控制单元MCU、充电保护CO端口、放电保护DO端口、电压控制VM端口；

所述正极电压VDD端口连接所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第二端连接所述级联MOS管模块，所述级联MOS管模块连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述电阻R2的第一端，所述第一NMOS管N1的源极、所述第二电阻R2的第二端以及所述第二NMOS管N2的源极、漏极均接地；

所述电阻R1的第二端作为内部供电VDDA端口还连接所述预设保护电路以及所述MCU，所述MCU连接所述充电保护CO端口、所述放电保护DO端口以及所述电压控制VM端口；

所述正极电压VDD端口用于与电池的正极合路后通过EB+端口连接预设器件，所述预设器件包括充电器或者预设负载，所述接地端口GND用于连接所述电池的负极，所述充电保护CO端口用于连接第三NMOS管N3的栅极，所述放电保护DO端口用于连接第四NMOS管的栅极N4，所述电压控制VM端口用于连接第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端与所述第三NMOS管N3的源极、第一二极管D1的正极合路后通过EB-端口连接所述预设器件，所述第三NMOS管N3的漏极、所述第一二极管D1的负极合路后连接所述第四NMOS管N4的漏极和第二二极管D2的负极，所述第四NMOS管N4的源极和所述第二二极管D2的正极连接所述电池的负极。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池保护控制芯片，所述电池保护控制芯片包括如第一方面所述的电池保护控制电路。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括如第一方面所述的电池保护控制芯片。

可以看出，本申请提供的电池保护控制电路中，电阻R1、级联MOS管模块、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第二电阻R2形成用于保护内部供电VDDA端口后端的预设保护电路的钳位电路，当正极电压VDD端口处于正常电压状态时，第一NMOS管N1和第二NMOS管N2不导通，电路正常工作，当正极电压VDD端口电压处于异常增高状态时，内部供电VDDA端口的电压VDDA增大，第一NMOS管N1导通，N1的栅源电压VGSN1增大，进而N1的导通电流I2增大，第一电阻R1上的压降VR1因合路电流（I2+内部供电VDDA端口后端负载电路I1）增大而增大，VR1增大促使VDDA降低，最终完成VDDA的钳位控制，从而避免电池电路中的电池保护电路由于电压过大而烧毁。

附图说明

图1是本申请提供的一种电池保护控制电路的电路组成示意图；

图2是本申请提供的一种预设保护电路的组成示意图；

图3是本申请提供的一种过压保护电路的组成示意图；

图4是本申请提供的一种欠压保护电路的组成示意图；

图5是本申请提供的一种过温保护电路的组成示意图；

图6是本申请提供的一种过放电流保护电路的组成示意图；

图7是本申请提供的一种过充电流保护电路的组成示意图；

图8是本申请提供的一种级联MOS管模块的电路组成示意图；

图9是本申请提供的另一种级联MOS管模块的电路组成示意图；

图10是本申请提供的一种电池保护控制芯片的电路组成示意图；

图11是本申请提供的一种电子装置的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，本申请实施例提供电池保护控制电路，包括正极电压VDD端口、接地端口GND、第一电阻R1、级联场效应管MOS管模块、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第二电阻R2、预设保护电路、微控制单元MCU、充电保护CO端口、放电保护DO端口、电压控制VM端口；

所述正极电压VDD端口连接所述电阻R1的第一端，所述电阻R1的第二端连接所述级联MOS管模块，所述级联MOS管模块连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述电阻R2的第一端，所述第一NMOS管N1的源极、所述第二电阻R2的第二端以及所述第二NMOS管N2的源极、漏极均接地；

所述电阻R1的第二端作为内部供电VDDA端口还连接所述预设保护电路以及所述MCU，所述MCU连接所述充电保护CO端口、所述放电保护DO端口以及所述电压控制VM端口；

所述正极电压VDD端口用于与电池的正极合路后连接预设器件的EB+端口，所述预设器件包括充电器或者预设负载，所述接地端口GND用于连接所述电池的负极，所述充电保护CO端口用于连接第三NMOS管N3的栅极，所述放电保护DO端口用于连接第四NMOS管的栅极N4，所述电压控制VM端口用于连接第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端与所述第三NMOS管N3的源极、第一二极管D1的正极合路后连接所述预设器件的EB-端口，所述第三NMOS管N3的漏极、所述第一二极管D1的负极合路后连接所述第四NMOS管N4的漏极和第二二极管D2的负极，所述第四NMOS管N4的源极和所述第二二极管D2的正极连接所述电池的负极。

其中，所述充电器可以是车辆电池***中的车载充电器，如直流转直流DC/DC锂电池充电器等，所述预设负载可以是车内负载，如音箱等。

其中，第二NMOS管N2作为MOS电容来使用，主要目的是滤波，避免因为电压毛刺而误导通第一NMOS管N1。

其中，R2的阻值大于预设阻值，如10K欧姆。R2的阻值设置足够大使得从而使得耐压电阻R1的漏电功耗尽可能的小，减少能耗浪费。

在本可能的示例中，如图2所示，所述预设保护电路包括以下至少一种：过压保护电路、欠压保护电路、过温保护电路、过放电流保护电路、过充电流保护电路。

其中，过压保护电路、过充电流保护电路用于电池在充电状态下（即预设器件为充电器时）对所述内部供电VDDA端口后端的预设保护电路在充电状态下进行保护，过温保护电路用于电池在充电或者放电状态下对内部供电VDDA端口后端的预设保护电路的温度状态进行保护，欠压保护电路和过放电流保护电路用于对所述内部供电VDDA端口后端的预设保护电路在放电状态下进行保护。

在本可能的示例中，如图3所示，所述过压保护电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第一电压比较器Av1；所述正极电压VDD端口连接所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端连接所述第六电阻R6的第一端和所述第一电压比较器Av1的正极端口，所述第六电阻R6的第二端连接所述接地端口GND，所述第一电压比较器Av1的内部基准参考电压端口（图示为Vref1）和输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过压保护电路检测到过压状态时关闭所述充电保护CO端口的所述第三NMOS管N3。

如图4所示，所述欠压保护电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第二电压比较器Av2；所述正极电压VDD端口连接所述第七电阻R7的第一端，所述第七电阻R7的第二端连接所述第八电阻R8的第一端和所述第二电压比较器Av2的正极端口，所述第八电阻R8的第二端连接所述接地端口GND，所述第二电压比较器Av2的内部基准参考电压端口（图示为Vref2）和输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述欠压保护电路检测到欠压状态时关闭所述放电保护DO端口的所述第四NMOS管N4。

如图5所示，所述过温保护电路包括电流源、三极管和第三电压比较器Av3；所述电流源的正极连接所述正极电压VDD端口，所述电流源的负极连接所述三极管的发射极和所述第三电压比较器Av3的正极端口，所述三极管的基极和集电极均连接所述接地端口GND，所述第一电压比较器Av1的内部基准参考电压端口（图示为Vref3）和输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过温保护电路检测到充电发生过温状态时关闭所述充电保护CO端口的所述第三NMOS管N3，以及用于通过所述过温保护电路检测到放电发生过温状态时关闭所述放电保护DO端口的所述第四NMOS管N4。

如图6所示，所述过放电流保护电路包括第九电阻R9和第二电流比较器Ai2，所述正极电压VDD端口连接所述第二电流比较器Ai2的正极端口，所述第二电流比较器Ai2的负极端口串联所述第九电阻R9后连接所述接地端口GND，所述第二电流比较器Ai2的输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过放电流保护电路在检测到放电过流状态时关闭所述放电保护DO端口的所述第四NMOS管N4。

如图7所示，所述过充电流保护电路包括第十电阻R10和第三电流比较器，所述第三电流比较器的正极连接所述接地端口GND，所述第三电流比较器的负极串联所述第十电阻R10后连接所述电压控制VM端口，所述第三电流比较器的输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过充电流保护电路在检测到放电过流状态时关闭所述放电保护CO端口的所述第三NMOS管N3。

可以看出，本申请提供的电池保护控制电路中，电阻R1、级联场效应管MOS管模块、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第二电阻R2形成用于保护内部供电VDDA端口后端的预设保护电路的钳位电路，当正极电压VDD端口处于正常电压状态时，第一NMOS管N1和第二NMOS管N2不导通，电路正常工作，当正极电压VDD端口电压处于异常增高状态时，内部供电VDDA端口的电压VDDA增大，第一NMOS管N1导通，N1的栅源电压VGSN1增大，进而N1的导通电流I2增大，第一电阻R1上的压降VR1因合路电流（I2+内部供电VDDA端口后端负载电路I1）增大而增大，VR1增大促使VDDA降低，最终完成VDDA的钳位控制，从而避免电池电路中的电池保护电路由于电压过大而烧毁。

在本可能的示例中，若所述预设器件为所述充电器，则所述MCU用于在正常充电状态下通过所述充电保护CO端口导通所述第三NMOS管N3以实现充电，以及在过充状态或者过温状态下通过所述充电保护CO端口截止所述第三NMOS管N3 以实现停止充电；

若所述预设器件为所述负载，则所述MCU用于在正常放电状态下通过所述放电保护DO端口导通所述第四NMOS管N4以实现放电，以及在过放状态或者过温状态下通过所述放电保护DO端口截止所述第四NMOS管N4、并拉高所述电压控制VM端口的电压以实现停止放电。

可见，本示例的电池保护控制电路，能够针对充放电状态的电压电流进行检测和保护控制，由于信号检测电路和MCU均由具备钳位控制功能的电路进行供电，从而能够避免异常状态被烧毁。

在本可能的示例中，所述第一NMOS管N1用于在导通时对所述内部供电VDDA端口进行放电以将所述电压VDDA钳位在预设电压值。

其中，所述预设电压值可以是小于或等于内部供电VDDA端口后端的预设保护电路和MCU的额定工作电压。

在本可能的示例中，如图8所示，所述级联MOS管模块包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3；

所述第一电阻R1的第二端连接所述第一PMOS管P1的源极，所述第一PMOS管P1的栅极、漏极连接所述第二PMOS管P2的源极，所述第二PMOS管P3的栅极、漏极连接所述第三PMOS管的源极，所述第三PMOS管的栅极、漏极连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述第二电阻R2的第一端。

其中，级联MOS管模块中的MOS的数量不做唯一限定，具体可以根据实际电路应用需求进行设置。

其中，正极电压VDD端口的电压应大于或等于级联MOS管模块中所有MOS管的栅源电压和第一NMOS管N1的栅源电压的和。

在本可能的示例中，如图9所示，所述级联MOS管模块包括第五NMOS管N5、第六NMOS管N6、第七NMOS管N7；

所述第一电阻R1的第二端连接所述第五NMOS管N5的漏极和栅极，所述第五NMOS管N5的源极连接所述第六NMOS管N6的漏极和栅极，所述第六NMOS管N6的源极连接所述第七NMOS管N7的漏极和栅极，所述第七NMOS管N7的源极连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述第二电阻R2的第一端。

其中，三个MOS管级联使得导通阈值电压大于或等于三个MOS的栅源电压之和。

在本可能的示例中，所述第一电阻R1的阻值通过如下公式进行设置，

R1=min（R1max1，R1max2），

R1max1=ΔV1÷I1min=（VDDmax1－VDDA1）÷I1min，

R1max2=ΔV2÷（I1min +I2）=（VDDmax2－VDDA2）÷（I1min +I2），

I2=（1÷2）×（W÷L）×μ×Cox×（VGSN1－VTH）²，

VDDA2= VGS1+ VGS2+ VGS3+ VGSN1，

其中，R1max1为所述第一电阻R1在***正常工作状态（即第一NMOS案N1未导通的工作状态）下的最大参考电阻，R1max2为所述第一电阻R1在***过压工作状态（即第一NMOS案N1导通的工作状态）下的最大参考电阻；

其中，ΔV1为所述第一电阻R1在所述***正常工作状态下的最大压降，I1min为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的最小输入电流，VDDmax1为所述正极电压VDD端口在所述***正常工作状态下的最大输入电压，VDDA1为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的输入电压；

其中，ΔV2为所述第一电阻R1在所述***过压工作状态下的最大压降，I2为所述第一NMOS管在所述***过压工作状态下的导通电流，VDDmax2为所述正极电压VDD端口在所述***过压工作状态下的最大电压，VDDA2为所述内部供电VDDA端口在所述***过压工作状态下的工作电压；

其中，W为所述物理参数中MOS管的栅极宽度，L为所述物理参数MOS管的沟道长度，W和L根据经验值预设，u是载流子迁移率，VGSN1是所述第一NMOS管N1的栅源电压，VTH是电压阈值；

其中，VGS1为所述第一PMOS管P1的栅源电压，VGS2为所述第二PMOS管P2的栅源电压，VGS3为所述第三PMOS管P3的栅源电压，或者，VGS1为所述第五NMOS管N5的栅源电压，VGS2为所述第六NMOS管N6的栅源电压，VGS3为所述第七NMOS管N7的栅源电压。

其中，电池保护控制电路在正常工作状态下，由于级联MOS管模块、第一NMOS管N1和第二NMOS管N2均不会被导通，因此经过R1的电流会直接流入内部供电VDDA端口后端负载，故而存在等式关系

R1max1×I1min =ΔV1=VDDmax1－VDDA1，转换后记得到公式，

R1max1=ΔV1÷I1min=（VDDmax1－VDDA1）÷I1min，

通过计算式（VDDmax1－VDDA1）÷I1min能够确定正常工作状态下R1所允许设计的最大耐压阻值，在过压工作状态下，R2的阻值设置足够大从而使得流过级联MOS管模块和R2的电流足够小以至于被忽略不计，从而流过R1的电流为（I1min +I2），I2作为第一NMOS管的导通电流可以基于预设的器件物理参数进行计算而确定，进而过压工作状态下R1的最大压降和合路电流均计算得到，R1在过压工作状态下的最大参考阻值得以计算出来。

可见，本示例中，开发人员可以基于设计经验优先设置好第一NMOS管，然后通过本示例中的公式来计算R1的阻值，提高电池保护控制电路设计的稳定性和效率。

在本可能的示例中，耐压电阻R1的取值，可以根据***正常功耗要求来优化。如果芯片低压模块功耗大，耐压电阻R1取值可以相对小一些，以减小其上的压降，如果芯片低压模块功耗小，R1可以相对取大，以保证低压模块不会见到高电压。

所述第一电阻R1的阻值通过如下公式进行优化，

R1’=α×R1recharge +β×R1discharge

R1recharge=R1+（P1－P1recharge）÷I1²

R1discharge =R1+（P1－P1discharge ）÷I1²

α=Trecharge÷（Trecharge+ Tdischarge）

β= Tdischarge÷（Trecharge+ Tdischarge）

其中，R1’为更新后的所述第一电阻R1的阻值，α为充电权重系数，β为放电权重系数，R1recharge为所述第一电阻R1在所述内部供电VDDA端口处于第一负载条件进行供电状态下的参考电阻，所述第一负载条件是指所述内部供电VDDA端口后端的器件在预设器件为所述充电器的状态下的工作负载，R1discharge为所述第一电阻R1在所述内部供电VDDA端口针对第二负载条件进行供电状态下的参考电阻，所述第二负载条件是指所述内部供电VDDA端口后端的器件在预设器件为所述预设负载的状态下的工作负载；

其中，P1recharge为所述内部供电VDDA端口针对所述第一负载条件进行供电状态下的功耗，P1为所述内部供电VDDA端口后端的器件的基准功耗，P1discharge为所述内部供电VDDA端口针对所述第二负载条件进行供电状态下的功耗；

其中，Trecharge为统计的***的充电参考时长，Tdischarge为统计的***的放电参考时长。

可见，本示例中，由于电池可以动态切换充电状态和放电状态，而充电状态下内部供电VDDA端口后端的预设保护电路和MCU处于第一负载条件（此条件下实际启用的预设保护电路包括前述的过压保护电路、过温保护电路以及过冲电流保护电路中的至少一种），放电状态下内部供电VDDA端口后端的预设保护电路和MCU处于第二负载条件（此条件下实际启用的预设保护电路包括前述的欠压保护电路、过温保护电路以及过放电流保护电路中的至少一种），因此该第一负载条件和第二负载条件实际有较大几率存在比较大的差异性，该差异性在R1组织设置不够精细化的情况下，可能存在能耗利用率较低的情况发生（如R1阻值较大导致压降较大能耗损失较大，使得内部供电VDDA端口的供电能耗效率相对较低、或者整体能耗较高等），因此精细化的对R1阻值进行设计能够有效提高该电路***的能耗利用率。

在本可能的示例中，所述第一MOS管N1的物理参数通过如下公式进行设置，

（W÷L）=（2×I2 max）÷[μ×Cox×（VGSN1－VTH）²]，

I2max=Imax－I1min，

Imax=（VDDmax2－VDDA2）÷R1min，

VDDA2= VGS1+ VGS2+ VGS3+ VGSN1，

R1min=（VDD min 1－VDDA1）÷I1max，

其中，W为所述物理参数中MOS管的栅极宽度，L为所述物理参数MOS管的沟道长度，I2 max为所述第一NOS管N1在***过压工作状态下的最大导通电流，u是载流子迁移率，VGSN1是所述第一NMOS管N1的栅源电压，VTH是电压阈值；

其中，Imax为所述正极电压VDD端口在所述***过压工作状态下的最大输入电流，I1min为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的最小输入电流；

其中，VDD max 2为所述正极电压VDD端口在所述***过压工作状态下的最大输入电压，VDDA2为所述内部供电VDDA端口在所述***过压工作状态下的输入电压；

其中，VGS1为所述第一PMOS管P1的栅源电压，VGS2为所述第二PMOS管P2的栅源电压，VGS3为所述第三PMOS管P3的栅源电压，或者，VGS1为所述第五NMOS管N5的栅源电压，VGS2为所述第六NMOS管N6的栅源电压，VGS3为所述第七NMOS管N7的栅源电压；

其中，VDDmin1为所述正极电压VDD端口在所述***正常工作状态下的最小输入电压，VDDA1为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的输入电压。

其中，电池保护控制电路在正常工作状态下，其最小阻值可以基于等式R1min×I1max =（VDD min 1－VDDA1）计算得到，过压工作状态下，I2max=Imax－I1min，Imax=（VDDmax2－VDDA2）÷R1min，VDDA2= VGS1+ VGS2+ VGS3+ VGSN1，从而计算出I2 max，最后基于第一NMOS管N1的器件参数等效关系I2 max =（1/2）×（W/L）×μ×Cox×（VGSN1-VTH）²计算得到N1的物理参数。

可见，本示例中，电池保护控制电路中的耐压电阻R1的阻值可以基于正常工作状态的电路信号关系进行设置，然后通过确定的R1阻值以及过压工作状态下的电路信号关系，再进一步计算第一NMOS管N1的物理参数。

如图10所示，本申请实施例还提供一种电池保护控制芯片，所述电池保护控制芯片包括如上述实施例所述的电池保护控制电路。

如图11所示，本申请实施例还提供一种电子装置，所述电子装置包括如上述实施例所述的电池保护控制电路。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种电池保护控制电路，其特征在于，包括正极电压VDD端口、接地端口GND、第一电阻R1、级联MOS管模块、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第二电阻R2、预设保护电路、微控制单元MCU、充电保护CO端口、放电保护DO端口、电压控制VM端口；

所述正极电压VDD端口连接所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端连接所述级联MOS管模块，所述级联MOS管模块连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述第二电阻R2的第一端，所述第一NMOS管N1的源极、所述第二电阻R2的第二端以及所述第二NMOS管N2的源极、漏极均接地；

所述第一电阻R1的第二端作为内部供电VDDA端口还连接所述预设保护电路以及MCU，所述MCU连接所述充电保护CO端口、所述放电保护DO端口以及所述电压控制VM端口；

所述正极电压VDD端口用于与电池的正极合路后通过EB+端口连接预设器件，所述预设器件包括充电器或者预设负载，所述接地端口GND用于连接所述电池的负极，所述充电保护CO端口用于连接第三NMOS管N3的栅极，所述放电保护DO端口用于连接第四NMOS管N4的栅极，所述电压控制VM端口用于连接第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端与所述第三NMOS管N3的源极、第一二极管D1的正极合路后通过EB-端口连接所述预设器件，所述第三NMOS管N3的漏极、所述第一二极管D1的负极合路后连接所述第四NMOS管N4的漏极和第二二极管D2的负极，所述第四NMOS管N4的源极和所述第二二极管D2的正极连接所述电池的负极；

所述级联MOS管模块包括第一PMOS管P1、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3；所述第一电阻R1的第二端连接所述第一PMOS管P1的源极，所述第一PMOS管P1的栅极、漏极连接所述第二PMOS管P2的源极，所述第二PMOS管P2的栅极、漏极连接所述第三PMOS管P3的源极，所述第三PMOS管P3的栅极、漏极连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述第二电阻R2的第一端；

所述第一电阻R1的阻值通过如下公式进行设置，

R1=min（R1max1，R1max2），

R1max1=ΔV1÷I1min=（VDDmax1－VDDA1）÷I1min，

R1max2=ΔV2÷（I1min +I2）=（VDDmax2－VDDA2）÷（I1min +I2），

I2=（1÷2）×（W÷L）×μ×Cox×（VGSN1－VTH）²，

VDDA2= VGS1+ VGS2+ VGS3+ VGSN1，

其中，R1max1为所述第一电阻R1在***正常工作状态下的最大参考电阻，R1max2为所述第一电阻R1在***过压工作状态下的最大参考电阻；

其中，ΔV1为所述第一电阻R1在所述***正常工作状态下的最大压降，I1min为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的最小输入电流，VDDmax1为所述正极电压VDD端口在所述***正常工作状态下的最大输入电压，VDDA1为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的输入电压；

其中，ΔV2为所述第一电阻R1在所述***过压工作状态下的最大压降，I2为所述第一NMOS管N1在所述***过压工作状态下的导通电流，VDDmax2为所述正极电压VDD端口在所述***过压工作状态下的最大电压，VDDA2为所述内部供电VDDA端口在所述***过压工作状态下的工作电压；

其中，W为MOS管的栅极宽度，L为MOS管的沟道长度，W和L根据经验值预设，μ是载流子迁移率，VGSN1是所述第一NMOS管N1的栅源电压，VTH是电压阈值；

其中，VGS1为所述第一PMOS管P1的栅源电压，VGS2为所述第二PMOS管P2的栅源电压，VGS3为所述第三PMOS管P3的栅源电压；

所述第一电阻R1的阻值通过如下公式进行优化，

R1’=α×R1recharge +β×R1discharge

R1recharge=R1+（P1－P1recharge）÷I1²

R1discharge =R1+（P1－P1discharge ）÷I1²

α=Trecharge÷（Trecharge+ Tdischarge）

β= Tdischarge÷（Trecharge+ Tdischarge）

其中，R1’为更新后的所述第一电阻R1的阻值，α为充电权重系数，β为放电权重系数，R1recharge为所述第一电阻R1在所述内部供电VDDA端口处于第一负载条件进行供电状态下的参考电阻，I1为内部供电VDDA端口的输入电流，所述第一负载条件是指所述内部供电VDDA端口后端的器件在预设器件为所述充电器的状态下的工作负载，R1discharge为所述第一电阻R1在所述内部供电VDDA端口针对第二负载条件进行供电状态下的参考电阻，所述第二负载条件是指所述内部供电VDDA端口后端的器件在预设器件为所述预设负载的状态下的工作负载；

其中，P1recharge为所述内部供电VDDA端口针对所述第一负载条件进行供电状态下的功耗，P1为所述内部供电VDDA端口后端的器件的基准功耗，P1discharge为所述内部供电VDDA端口针对所述第二负载条件进行供电状态下的功耗；

其中，Trecharge为统计的***的充电参考时长，Tdischarge为统计的***的放电参考时长。

2.根据权利要求1所述的电池保护控制电路，其特征在于，所述预设保护电路包括以下至少一种：

过压保护电路、欠压保护电路、过温保护电路、过放电流保护电路、过充电流保护电路。

3.根据权利要求2所述的电池保护控制电路，其特征在于，

所述过压保护电路包括第五电阻R5、第六电阻R6和第一电压比较器Av1；所述正极电压VDD端口连接所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端连接所述第六电阻R6的第一端和所述第一电压比较器Av1的正极端口，所述第六电阻R6的第二端连接所述接地端口GND，所述第一电压比较器Av1的内部基准参考电压端口和输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过压保护电路检测到过压状态时关闭所述充电保护CO端口的所述第三NMOS管N3；

所述欠压保护电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第二电压比较器Av2；所述正极电压VDD端口连接所述第七电阻R7的第一端，所述第七电阻R7的第二端连接所述第八电阻R8的第一端和所述第二电压比较器Av2的正极端口，所述第八电阻R8的第二端连接所述接地端口GND，所述第二电压比较器Av2的内部基准参考电压端口和输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述欠压保护电路检测到欠压状态时关闭所述放电保护DO端口的所述第四NMOS管N4；

所述过温保护电路包括电流源、三极管和第三电压比较器Av3；所述电流源的正极连接所述正极电压VDD端口，所述电流源的负极连接所述三极管的发射极和所述第三电压比较器Av3的正极端口，所述三极管的基极和集电极均连接所述接地端口GND，所述第三电压比较器Av3的内部基准参考电压端口和输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过温保护电路检测到充电发生过温状态时关闭所述充电保护CO端口的所述第三NMOS管N3，以及用于通过所述过温保护电路检测到放电发生过温状态时关闭所述放电保护DO端口的所述第四NMOS管N4；

所述过放电流保护电路包括第九电阻R9和第一电流比较器Ai1，所述正极电压VDD端口连接所述第一电流比较器Ai1的正极端口，所述第一电流比较器Ai1的负极端口串联所述第九电阻R9后连接所述接地端口GND，所述第一电流比较器Ai1的输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过放电流保护电路在检测到放电过流状态时关闭所述放电保护DO端口的所述第四NMOS管N4；

所述过充电流保护电路包括第十电阻R10和第二电流比较器Ai2，所述第三电流比较器的正极连接所述接地端口GND，所述第二电流比较器Ai2的负极串联所述第十电阻R10后连接所述电压控制VM端口，所述第二电流比较器Ai2的输出端口连接所述MCU；所述MCU用于通过所述过充电流保护电路在检测到充电过流状态时关闭所述充电保护CO端口的所述第三NMOS管N3。

4.根据权利要求3所述的电池保护控制电路，其特征在于，

若所述预设器件为所述充电器，则所述MCU用于在正常充电状态下通过所述充电保护CO端口导通所述第三NMOS管N3以实现充电，以及在过充状态或者过温状态下通过所述充电保护CO端口截止所述第三NMOS管N3 以实现停止充电；

若所述预设器件为所述负载，则所述MCU用于在正常放电状态下通过所述放电保护DO端口导通所述第四NMOS管N4以实现放电，以及在过放状态或者过温状态下通过所述放电保护DO端口截止所述第四NMOS管N4、并拉高所述电压控制VM端口的电压以实现停止放电。

5.根据权利要求4所述的电池保护控制电路，其特征在于，所述第一NMOS管N1用于在导通时对所述内部供电VDDA端口进行放电以将所述内部供电VDDA端口电压钳位在预设电压值。

6.根据权利要求5所述的电池保护控制电路，其特征在于，所述级联MOS管模块包括第五NMOS管N5、第六NMOS管N6、第七NMOS管N7；

所述第一电阻R1的第二端连接所述第五NMOS管N5的漏极和栅极，所述第五NMOS管N5的源极连接所述第六NMOS管N6的漏极和栅极，所述第六NMOS管N6的源极连接所述第七NMOS管N7的漏极和栅极，所述第七NMOS管N7的源极连接所述第一NMOS管N1的栅极、所述第二NMOS管N2的栅极以及所述第二电阻R2的第一端。

7.根据权利要求1所述的电池保护控制电路，其特征在于，所述第一NMOS管N1的物理参数通过如下公式进行设置，

（W÷L）=（2×I2max）÷[μ×Cox×（VGSN1－VTH）²]，

I2max=Imax－I1min，

Imax=（VDDmax2－VDDA2）÷R1min，

VDDA2= VGS1+ VGS2+ VGS3+ VGSN1，

R1min=（VDDmin1－VDDA1）÷I1max，

其中，W为所述物理参数中MOS管的栅极宽度，L为所述物理参数中MOS管的沟道长度，I2max为所述第一NMOS管N1在***过压工作状态下的最大导通电流，μ是载流子迁移率，VGSN1是所述第一NMOS管N1的栅源电压，VTH是电压阈值；

其中，Imax为所述正极电压VDD端口在所述***过压工作状态下的最大输入电流，I1min为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的最小输入电流；

其中，VDDmax2为所述正极电压VDD端口在所述***过压工作状态下的最大输入电压，VDDA2为所述内部供电VDDA端口在所述***过压工作状态下的输入电压；

其中，VGS1为所述第一PMOS管P1的栅源电压，VGS2为所述第二PMOS管P2的栅源电压，VGS3为所述第三PMOS管P3的栅源电压；

其中，VDDmin1为所述正极电压VDD端口在所述***正常工作状态下的最小输入电压，VDDA1为所述内部供电VDDA端口在所述***正常工作状态下的输入电压。

8.一种电池保护控制芯片，其特征在于，所述电池保护控制芯片包括如权利要求1-7任一项所述的电池保护控制电路。

9.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求8所述的电池保护控制芯片。

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