CN215733590U - 充放电控制装置、半导体芯片、电池管理***及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种充放电控制装置,包括:充电开关,电池装置充电时,充电开关被驱动导通;充电开关驱动器,充电开关基于充电开关驱动器的驱动信号被驱动导通;放电开关,电池装置放电时,放电开关被驱动导通;放电开关驱动器,放电开关基于放电开关驱动器的驱动信号被驱动导通;以及变压装置,对电池装置的端电压进行变压,至少生成第一电压以及第二电压,第二电压小于第一电压,充电开关驱动器基于第一电压生成驱动信号,放电开关驱动器基于第二电压生成驱动信号。本公开还提供了半导体芯片、电池管理***及用电设备。
Description
技术领域
本公开涉及电池技术领域,本公开尤其涉及一种充放电控制装置、半导体芯片、电池管理***及用电设备。
背景技术
现有技术中大量的用电设备(电动汽车、手机等)使用电池组(或电池单元、电池包)提供电能,电池组的放电为负载提供电能,电池组也需要被充电。
电池组在充电和放电的过程中,需要对充电回路和放电回路进行控制,现有技术中往往使用场效应晶体管作为充电回路以及放电回路的控制器件(接通或关断充电回路,接通或关断放电回路)。
然而,由于用作放电回路的场效应晶体管的源极一般连接电池组/电池单元的负极电压(稳定),而用作充电回路的场效应晶体管的源极一般连接电池包的负极电压(不稳定),现有技术中的用作放电回路的场效应晶体管Vgs和用作充电回路的场效应晶体管的Vgs的驱动电路可能导致用作充电回路的场效应晶体管的失效。
实用新型内容
为了解决上述技术问题中的至少一个,本公开提供一种新的充放电控制装置、半导体芯片、电池管理***及用电设备。
本公开的充放电控制装置、半导体芯片、电池管理***及用电设备通过以下技术方案实现。
根据本公开的一个方面,提供一种充放电控制装置,包括:
充电开关,电池装置充电时,所述充电开关被驱动导通;
充电开关驱动器,所述充电开关基于所述充电开关驱动器的驱动信号被驱动导通;
放电开关,电池装置放电时,所述放电开关被驱动导通;
放电开关驱动器,所述放电开关基于所述放电开关驱动器的驱动信号被驱动导通;以及,
变压装置,所述变压装置对电池装置的端电压进行变压,至少生成第一电压以及第二电压,所述第二电压小于所述第一电压,所述充电开关驱动器基于所述第一电压生成驱动信号,所述放电开关驱动器基于所述第二电压生成驱动信号。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述充电开关以及所述放电开关均为场效应晶体管。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述变压装置包括电荷泵以及电压缓冲器,所述电荷泵将电池装置的端电压变换至所述第一电压,所述第一电压作为所述电压缓冲器的供电电压,所述电压缓冲器输出所述第二电压。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述电荷泵包括第一开关、第二开关、第三开关、第一电容以及第二电容,所述第一开关设置在所述第一电容的第一端与电池装置的正极端之间,所述第二开关设置在所述第一电容的第二端与电池装置的负极端之间,所述第三开关设置在所述第一电容的第二端与电池装置的正极端之间,所述第二电容设置在电池装置的正极端与电池装置的负极端或接地端之间。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述电压缓冲器包括主动电路;
所述主动电路包括第三P型MOS管、第四P型MOS管、第二N型MOS管、第一P型MOS管,所述第三P型MOS管的源极端与所述第四P型MOS管的源极端连接所述变压装置的输出电压;
所述第三P型MOS管的栅极端与所述第四P型MOS管的栅极端连接;
所述第二N型MOS管的漏极端分别与所述第三P型MOS管的漏极端和栅极端连接;
所述第一P型MOS管的源极端与所述第四P型MOS管的漏极端连接;
所述第二N型MOS管的源极端与所述第一P型MOS管的漏极端连接且接地;
所述第二N型MOS管的栅极端被施加偏置电压以导通所述第二N型MOS管、第三P型MOS管和第四P型MOS管;
所述第一P型MOS管的栅极端被施加参考电压以导通所述第一P型MOS管,使用串联电阻将所述参考电压进行抬高并提供至所述第一P型MOS管的源极端,以作为输出的缓冲电压。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述电压缓冲器还包括至少一个从动电路,所述从动电路对所述主动电路的第一P型MOS管的源极端的电压进行复制,以作为另外的放电开关驱动器的驱动信号。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述从动电路包括第五P型MOS管、第六P型MOS管、第一N型MOS管、第二P型MOS管,所述第五P型MOS管的源极端与所述第六P型MOS管的源极端连接所述变压装置的输出电压;
所述第五P型MOS管的栅极端与所述第六P型MOS管的栅极端连接;
所述第一N型MOS管的漏极端分别与所述第五P型MOS管的漏极端和栅极端连接;
所述第二P型MOS管的源极端与所述第六P型MOS管的漏极端连接;
所述第一N型MOS管的源极端与所述第二P型MOS管的漏极端连接且接地;
所述第一N型MOS管的栅极端被施加所述偏置电压以导通所述第一N型MOS管、第五P型MOS管和第六P型MOS管;
所述第二P型MOS管的栅极端被施加所述参考电压以导通所述第二P型MOS管,所述第二P型MOS管的源极端的电压作为输出的缓冲电压。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述第一P型MOS管与所述第二P型MOS管为相同的MOS管;所述第一N型MOS管与所述第二N型MOS管为相同的MOS管。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述放电开关驱动器包括驱动器开关装置,当所述驱动器开关装置导通时,所述放电开关驱动器将所述缓冲电压施加至所述放电开关以使得所述放电开关导通。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述放电开关驱动器包括第一驱动控制逻辑装置,所述第一驱动控制逻辑装置控制所述驱动器开关装置的导通及断开。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述充电开关驱动器包括第一电流镜、第二电流镜以及电流源,所述电流源提供驱动电流,所述第一电流镜将所述驱动电流进行第一次镜像,所述第二电流镜将经过第一次镜像的驱动电流再次镜像以提供至偏置电阻,使得所述偏置电阻的两端电压作为所述充电开关的栅源控制电压。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述充电开关驱动器还包括第二驱动控制逻辑装置,所述第二驱动控制逻辑装置控制所述电流源,以使得所述电流源输出或者不输出所述驱动电流。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述充电开关的栅极与源极之间设置保护二极管。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,还包括检流电阻,以对电池在充电过程中的充电电流和电池在放电过程中的放电电流进行检测。
根据本公开的至少一个实施方式的充放电控制装置,所述充放电控制装置为半导体芯片的形式。
根据本公开的另一个方面,提供一种半导体芯片,形成有上述任一项所述的充放电控制装置。
根据本公开的又一个方面,提供一种电池管理***,包括:
上述任一项的充放电控制装置,所述充放电控制装置对电池装置进行充电/放电控制。
根据本公开的再一个方面,提供一种用电设备,包括:
电池装置;以及,
上述的电池管理***,所述电池管理***至少对所述电池装置的充电/放电进行控制。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式,并与其说明一起用于解释本公开的原理,其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解,并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是根据本公开的一个实施方式的充放电控制装置的电路结构示意图。
图2是根据本公开的一个实施方式的充放电控制装置的电荷泵的电路结构示意图。
图3和图4分别为图2示出的电荷泵的第一工作状态和第二工作状态的示意图。
图5是根据本公开的一个实施方式的充放电控制装置的变压装置的电路结构示意图。
图6是根据本公开的一个实施方式的充放电控制装置的充电开关驱动器的电路结构示意图。
图7是根据本公开的一个实施方式的充放电控制装置的放电开关驱动器的电路结构示意图。
图8是本公开的一个实施方式的用电设备的结构示意框图。
附图标记说明
10 充放电控制装置
20 电池装置
101 充电开关
102 放电开关
103 充电开关驱动器
104 放电开关驱动器
105 变压装置
201 电池单元
1031 第一电流镜
1032 第二电流镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容,而非对本公开的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
除非另有说明,否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则在不脱离本公开的技术构思的情况下,各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此,除非说明,否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外,在附图中,为了清楚和/或描述性的目的,可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时,可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如,可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外,同样的附图标记表示同样的部件。
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时,该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件,或者可以存在中间部件。然而,当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时,不存在中间部件。为此,术语“连接”可以指物理连接、电气连接等,并且具有或不具有中间部件。
为了描述性目的,本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如,在“侧壁”中)”等的空间相对术语,从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外,空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如,如果附图中的设备被翻转,则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此,示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外,设备可被另外定位(例如,旋转90度或者在其它方位处),如此,相应地解释这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的,而不意图是限制性的。如这里所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时,说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组,但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是,如这里使用的,术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语,如此,它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
下文结合图1至图8对本公开的充放电控制装置、半导体芯片、电池管理***及用电设备进行详细说明。
图1是本公开的一个实施方式的充放电控制装置的电路结构图。
图1中示出的电池装置20包括了一个电池单元201,需要说明的是,电池装置20可以是电池组的形式,即电池装置20包括多个串联的电池单元201。电池单元201可以是锂电池,也可以是其他类型电池。
根据本公开的一个实施方式,参考图1,充放电控制装置10,包括:
充电开关101,电池装置20充电时,充电开关101被驱动导通;
充电开关驱动器103,充电开关101基于充电开关驱动器103的驱动信号被驱动导通;
放电开关102,电池装置20放电时,放电开关102被驱动导通;
放电开关驱动器104,放电开关102基于放电开关驱动器104的驱动信号被驱动导通;以及,
变压装置105,变压装置105对电池装置20的端电压进行变压,至少生成第一电压以及第二电压,第二电压小于第一电压,充电开关驱动器103基于第一电压生成驱动信号,放电开关驱动器104基于第二电压生成驱动信号。
本公开的变压装置105可以基于电池装置20的端电压的大小输出相应的第一电压(Vcp1)和第二电压(Vbuf),以满足充电开关驱动器103以及放电开关驱动器104的需求。
对于上述实施方式的充放电控制装置10,充电开关101以及放电开关102均为场效应晶体管。
图1中示例性地示出了充电开关101以及放电开关102的场效应晶体管的结构,本领域技术人员可以在本公开技术方案的启示下,对充电开关101以及放电开关102的结构(沟道类型等)进行调整。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,变压装置105包括电荷泵(CP1)以及电压缓冲器,电荷泵(CP1)将电池装置20的端电压变换至第一电压(Vcp1),第一电压(Vcp1)作为电压缓冲器的供电电压(Vcp1),电压缓冲器输出第二电压(Vbuf)。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,电荷泵(CP1)包括第一开关(SW1)、第二开关(SW2)、第三开关(SW3)、第一电容(CFLY1)以及第二电容(CB1),第一开关(SW1)设置在第一电容(CFLY1)的第一端与电池装置20的正极端之间,第二开关(SW2)设置在第一电容(CFLY1)的第二端与电池装置20的负极端之间,第三开关(SW3)设置在第一电容(CFLY1)的第二端与电池装置20的正极端之间,第二电容(CB1)设置在电池装置20的正极端与电池装置20的负极端或接地端之间。
图2示出了本公开的一个实施方式的电荷泵的电路结构,该电荷泵将电池装置20的端电压提高至2倍端电压,即Vcp1=2×Vbat+,本领域技术人员应当理解,当电池装置20为多个电池单元201串联组成的电池组时,电荷泵可以采用现有技术中的具有降压功能的电荷泵或变压器,以将电池装置20的端电压变换至所需的第一电压。
图3至图4示出了本公开的一个实施方式的电荷泵的工作原理,如图3所示,上半工作周期,第一开关(SW1)和第二开关(SW2)闭合,第三开关(SW3)断开时,第一电容(CFLY1)累积电荷,第一电容(CFLY1)的第一端的电压升至Vbat+;下半工作周期,如图4所示,第一开关(SW1)和第二开关(SW2)断开,第三开关(SW3)闭合,第一电容(CFLY1)的第一端的电压升至2×Vbat+。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,电压缓冲器包括主动电路(A)。
参考图5,主动电路(A)包括第三P型MOS管(MP3)、第四P型MOS管(MP4)、第二N型MOS管(MN2)、第一P型MOS管(MP1),第三P型MOS管(MP3)的源极端与第四P型MOS管(MP4)的源极端连接变压装置105的输出电压(Vcp1);
第三P型MOS管(MP3)的栅极端与第四P型MOS管(MP4)的栅极端连接;
第二N型MOS管(MN2)的漏极端分别与第三P型MOS管(MP3)的漏极端和栅极端连接;
第一P型MOS管(MP1)的源极端与第四P型MOS管(MP4)的漏极端连接;
第二N型MOS管(MN2)的源极端与第一P型MOS管(MP1)的漏极端连接且接地;
第二N型MOS管(MN2)的栅极端被施加偏置电压(Vbias)以导通第二N型MOS管(MN2)、第三P型MOS管(MP3)和第四P型MOS管(MP4);
第一P型MOS管(MP1)的栅极端被施加参考电压(VREF)以导通第一P型MOS管(MP1),使用串联电阻(R1、R2)将参考电压进行抬高(Vbuf1)并提供至第一P型MOS管(MP1)的源极端,以作为输出的缓冲电压(即Vbuf1,该缓冲电压Vbuf1可作为放电开关驱动器104的驱动信号)。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,参考图5,电压缓冲器还包括至少一个从动电路(B),从动电路(B)对主动电路(A)的第一P型MOS管的源极端的电压进行复制,以作为另外的放电开关驱动器的驱动信号(即驱动电压Vbuf)。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,从动电路(B)包括第五P型MOS管(MP5)、第六P型MOS管(MP6)、第一N型MOS管(MN1)、第二P型MOS管(MP2),第五P型MOS管(MP5)的源极端与第六P型MOS管(MP6)的源极端连接变压装置105的输出电压(Vcp1);
第五P型MOS管(MP5)的栅极端与第六P型MOS管(MP6)的栅极端连接;
第一N型MOS管(MN1)的漏极端分别与第五P型MOS管(MP5)的漏极端和栅极端连接;
第二P型MOS管(MP2)的源极端与第六P型MOS管(MP6)的漏极端连接;
第一N型MOS管(MN1)的源极端与第二P型MOS管(MP2)的漏极端连接且接地;
第一N型MOS管(MN1)的栅极端被施加偏置电压(Vbias)以导通第一N型MOS管(MN1)、第五P型MOS管(MP5)和第六P型MOS管(MP6);
第二P型MOS管(MP2)的栅极端被施加参考电压(VREF)以导通第二P型MOS管(MP2),第二P型MOS管(MP2)的源极端的电压作为输出的缓冲电压(即Vbuf)。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,第一P型MOS管(MP1)与第二P型MOS管(MP2)为相同的MOS管(沟道宽长比等参数均相同);
第一N型MOS管(MN1)与第二N型MOS管(MN2)为相同的MOS管(沟道宽长比等参数均相同)。
如图5所示,本实施方式的电压缓冲器包括一个主动电路(A)和一个从动电路(B),优选地,MP3、MP4、MP5、MP6均为相同的MOS管(沟道宽长比等参数均相同)。
由图5中的电路结构可知,IB1与IB2相等。
由图5示出的电路结构可知,可以通过控制参考电压VREF的大小,和/或调整串联电阻(两个R1)的比例关系来调整Vbuf1的大小,使得电压缓冲器输出合适的缓冲电压以作为放电开关驱动器104的驱动信号(驱动电压)。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,参考图7,放电开关驱动器104包括驱动器开关装置,当驱动器开关装置导通时,放电开关驱动器104将缓冲电压施加至放电开关以使得放电开关导通。
优选地,充放电控制装置10的放电开关驱动器104包括第一驱动控制逻辑装置,第一驱动控制逻辑装置控制驱动器开关装置的导通及断开。
图7中示例性地示出了本公开的一个实施方式的放电开关驱动器104的电路结构,本领域技术人员在充分理解了本公开的技术方案的基础上,可以对放电开关驱动器104的电路结构进行适当调整,均落入本公开的保护范围。
示例性地,图7中的驱动器开关装置包括一个P型MOS管和一个N型MOS管,两个MOS管的栅极端连接且共同接收驱动控制逻辑装置的驱动信号(驱动电压),两个MOS管的漏极端连接且漏极端电压作为放电开关102(DSG)的驱动电压。
其中,第一驱动控制逻辑装置可以是控制电路、控制芯片或者控制芯片的一部分,其基于预设的驱动控制逻辑(例如时钟时序)对驱动器开关装置的导通或者断开进行控制,本公开并不意图对第一驱动控制逻辑装置的具体结构进行特别限定,其可以采用现有技术中的固化有预设的驱动控制逻辑的控制电路或控制芯片。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,充电开关驱动器103包括第一电流镜1031、第二电流镜1032以及电流源(提供驱动电流Idrv),电流源提供驱动电流(Idrv),第一电流镜1031将驱动电流进行第一次镜像,第二电流镜1032将经过第一次镜像的驱动电流再次镜像以提供至偏置电阻(Rb),使得偏置电阻(Rb)的两端电压作为充电开关101的栅源控制电压(Vgs,即驱动信号)。
考虑到充电开关101的源极端连接至电池包的负极电压(不稳定),本公开的技术方案不采用直接在充电开关101的栅极端施加电压的方式作为充电开关101的开启电压(Vgs),而是通过电流源提供稳定的驱动电流,经过两级电流镜的镜像之后,通过偏置电阻(Rb)生成稳定地不受电池包的负极电压波动影响的开启电压(Vgs),提高充电开关101的可靠性。
图6示例性地示出了本公开一个优选实施方式的充电开关驱动器103的电路结构,本领域技术人员在充分理解了本公开的技术方案的基础上,可以对充电开关驱动器103的电路结构进行适当调整,均落入本公开的保护范围。
对于上述实施方式的充放电控制装置10,优选地,参考图6,充电开关驱动器103还包括第二驱动控制逻辑装置,第二驱动控制逻辑装置控制电流源,以使得电流源输出或者不输出驱动电流。
其中,第二驱动控制逻辑装置可以是控制电路、控制芯片或者控制芯片的一部分,其基于预设的驱动控制逻辑(例如时钟时序)对电流源输出驱动电流或者不输出驱动电流进行控制,本公开并不意图对第二驱动控制逻辑装置的具体结构进行特别限定,其可以采用现有技术中的固化有预设的驱动控制逻辑的控制电路或控制芯片。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,充电开关101的栅极与源极之间设置保护二极管。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,参考图1,还包括检流电阻(Rsns),以对电池在充电过程中的充电电流和电池在放电过程中的放电电流进行检测。
图1中示例性地示出了检流电阻Rsns,可通过ADC采样器或者COMP(比较器)对检流电阻Rsns的两端电压进行采集,从而获得放电电流和充电电流的值。
优选地,检流电阻Rsns为精密电阻,其阻值不受温度等因素的影响。
对于上述各个实施方式的充放电控制装置10,优选地,充放电控制装置10为半导体芯片的形式。
根据本公开的又一个方面,提供一种半导体芯片,形成有上述任一个实施方式的充放电控制装置10。
根据本公开的又一个方面,提供一种电池管理***,包括:上述任一个实施方式的充放电控制装置10,充放电控制装置10对电池装置20进行充电/放电控制。
根据本公开的再一个方面,提供一种用电设备,包括:电池装置;以及上述的电池管理***,电池管理***至少对电池装置20的充电/放电进行控制。参考图8,其中,用电设备可以是电动汽车、手机等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解,上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开,而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言,在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型,并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。
Claims (18)
1.一种充放电控制装置,其特征在于,包括:
充电开关,电池装置充电时,所述充电开关被驱动导通;
充电开关驱动器,所述充电开关基于所述充电开关驱动器的驱动信号被驱动导通;
放电开关,电池装置放电时,所述放电开关被驱动导通;
放电开关驱动器,所述放电开关基于所述放电开关驱动器的驱动信号被驱动导通;以及
变压装置,所述变压装置对电池装置的端电压进行变压,至少生成第一电压以及第二电压,所述第二电压小于所述第一电压,所述充电开关驱动器基于所述第一电压生成驱动信号,所述放电开关驱动器基于所述第二电压生成驱动信号。
2.根据权利要求1所述的充放电控制装置,其特征在于,所述充电开关以及所述放电开关均为场效应晶体管。
3.根据权利要求2所述的充放电控制装置,其特征在于,所述变压装置包括电荷泵以及电压缓冲器,所述电荷泵将电池装置的端电压变换至所述第一电压,所述第一电压作为所述电压缓冲器的供电电压,所述电压缓冲器输出所述第二电压。
4.根据权利要求3所述的充放电控制装置,其特征在于,所述电荷泵包括第一开关、第二开关、第三开关、第一电容以及第二电容,所述第一开关设置在所述第一电容的第一端与电池装置的正极端之间,所述第二开关设置在所述第一电容的第二端与电池装置的负极端之间,所述第三开关设置在所述第一电容的第二端与电池装置的正极端之间,所述第二电容设置在电池装置的正极端与电池装置的负极端或接地端之间。
5.根据权利要求3所述的充放电控制装置,其特征在于,所述电压缓冲器包括主动电路;
所述主动电路包括第三P型MOS管、第四P型MOS管、第二N型MOS管、第一P型MOS管,所述第三P型MOS管的源极端与所述第四P型MOS管的源极端连接所述变压装置的输出电压;
所述第三P型MOS管的栅极端与所述第四P型MOS管的栅极端连接;
所述第二N型MOS管的漏极端分别与所述第三P型MOS管的漏极端和栅极端连接;
所述第一P型MOS管的源极端与所述第四P型MOS管的漏极端连接;
所述第二N型MOS管的源极端与所述第一P型MOS管的漏极端连接且接地;
所述第二N型MOS管的栅极端被施加偏置电压以导通所述第二N型MOS管、第三P型MOS管和第四P型MOS管;
所述第一P型MOS管的栅极端被施加参考电压以导通所述第一P型MOS管,使用串联电阻将所述参考电压进行抬高并提供至所述第一P型MOS管的源极端,以作为输出的缓冲电压。
6.根据权利要求5所述的充放电控制装置,其特征在于,所述电压缓冲器还包括至少一个从动电路,所述从动电路对所述主动电路的第一P型MOS管的源极端的电压进行复制,以作为另外的放电开关驱动器的驱动信号。
7.根据权利要求6所述的充放电控制装置,其特征在于,所述从动电路包括第五P型MOS管、第六P型MOS管、第一N型MOS管、第二P型MOS管,所述第五P型MOS管的源极端与所述第六P型MOS管的源极端连接所述变压装置的输出电压;
所述第五P型MOS管的栅极端与所述第六P型MOS管的栅极端连接;
所述第一N型MOS管的漏极端分别与所述第五P型MOS管的漏极端和栅极端连接;
所述第二P型MOS管的源极端与所述第六P型MOS管的漏极端连接;
所述第一N型MOS管的源极端与所述第二P型MOS管的漏极端连接且接地;
所述第一N型MOS管的栅极端被施加所述偏置电压以导通所述第一N型MOS管、第五P型MOS管和第六P型MOS管;
所述第二P型MOS管的栅极端被施加所述参考电压以导通所述第二P型MOS管,所述第二P型MOS管的源极端的电压作为输出的缓冲电压。
8.根据权利要求7所述的充放电控制装置,其特征在于,所述第一P型MOS管与所述第二P型MOS管为相同的MOS管;所述第一N型MOS管与所述第二N型MOS管为相同的MOS管。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的充放电控制装置,其特征在于,所述放电开关驱动器包括驱动器开关装置,当所述驱动器开关装置导通时,所述放电开关驱动器将所述缓冲电压施加至所述放电开关以使得所述放电开关导通。
10.根据权利要求9所述的充放电控制装置,其特征在于,所述放电开关驱动器包括第一驱动控制逻辑装置,所述第一驱动控制逻辑装置控制所述驱动器开关装置的导通及断开。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的充放电控制装置,其特征在于,所述充电开关驱动器包括第一电流镜、第二电流镜以及电流源,所述电流源提供驱动电流,所述第一电流镜将所述驱动电流进行第一次镜像,所述第二电流镜将经过第一次镜像的驱动电流再次镜像以提供至偏置电阻,使得所述偏置电阻的两端电压作为所述充电开关的栅源控制电压。
12.根据权利要求11所述的充放电控制装置,其特征在于,所述充电开关驱动器还包括第二驱动控制逻辑装置,所述第二驱动控制逻辑装置控制所述电流源,以使得所述电流源输出或者不输出所述驱动电流。
13.根据权利要求11所述的充放电控制装置,其特征在于,所述充电开关的栅极与源极之间设置保护二极管。
14.根据权利要求1所述的充放电控制装置,其特征在于,还包括检流电阻,以对电池在充电过程中的充电电流和电池在放电过程中的放电电流进行检测。
15.根据权利要求1所述的充放电控制装置,其特征在于,所述充放电控制装置为半导体芯片的形式。
16.一种半导体芯片,其特征在于,形成有权利要求1至15中任一项所述的充放电控制装置。
17.一种电池管理***,其特征在于,包括:
权利要求1至15中任一项所述的充放电控制装置,所述充放电控制装置对电池装置进行充电/放电控制。
18.一种用电设备,其特征在于,包括:
电池装置;以及
权利要求17所述的电池管理***,所述电池管理***至少对所述电池装置的充电/放电进行控制。
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