[发明专利]放电过流保护恢复驱动电路、电池保护电路及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池保护电路，尤其涉及电池保护电路中的放电过流保 护恢复驱动电路。

背景技术

由于锂离子电池没有记忆效应，当前逐渐在越来越多的电子系统中 替代传统的镍氢电池，成为便携电子设备中主要电源。但是锂电池存 在许多安全性问题。因此，在锂电池系统中都存在复杂的保护电路， 以确保在各种意外情况下防止发生不安全情形导致电池损坏。

图1示出了现有的一种锂电池保护电路系统。如图1所示，在电 池的外部负极V_与内部负极VSS之间设置有充电开关MC及放电开关 MD，通过控制充电开关MC的开启或关断可以实现电池的允许充电或 禁止充电功能。相应的，通过控制放电开关MD的开启或关断可以实 现电池的允许放电或禁止放电功能。虚线框内的电路为电池保护电路， 所述电池保护电路包括有过充电检测电路、过放电检测电路、充电过 流检测电路、放电过流检测电路及控制电路。所述控制电路根据各检 测电路的检测结果输出控制信号来确定充电开关MC的开启/关断和放 电开关MD的开启/关断。

当发生放电过流时，放电过流检测电路会在检测到VM端的电压 (即放电电流电压)高于放电过流电压阈值V_EDI(一般为150mV)且持续 超过预定时间T_EDI后，生成过电过流信号EDI给控制电路。所述控制电 路将Dout置低以关断放电开关MD，这样就实现了禁止对电池放电， 也就是说进入了放电过流保护状态。一般而言，VM的电压与V_的电 压基本相等(本专利申请都是基于这一情况进行说明的)，在两节点 间存在一个较小的电阻Rm，Rm的阻值一般为1～2.2Kohm，所述电阻 Rm可以用于防止保护电路在电池装反时被损坏。

在放电电流保护状态下，为了使电池能在负载变轻时恢复正常放 电，在保护电路中还会引入恢复驱动电路。因为当进入放电过流保护 状态时，放电开关MD会被关断，从而V_节点的电压会被负载拉到更 高电位，更接近VCC的电压，相应的，VM节点的电压也同样会很高。 如果没有额外的恢复驱动电路，在此状态下即使负载变得很轻时，放 电过流检测电路依然会继续判断当前处于放电过流状态，使整个系统 死锁在放电过流状态，无法恢复。所述恢复驱动电路的工作原理在于： 在进入放电过流状态后，其会试图利用VSS拉低VM，即连通VM端和 VSS端。如果此时负载依然较大，则VM会依然大于放电过流电压阈值 V_EDI，而一旦负载变小，所述VM会被VSS拉低直至VM小于放电过流 电压阈值V_EDI，这样电池系统就可以重新进入正常放电状态。

图2示出了现有的一种放电过流保护恢复驱动电路。如图2所示， 所述恢复驱动电路包括NOMS晶体管MN1及电阻R1，所述晶体管MN1 的栅极接收所述放电过流信号EDI，所述晶体管MN1的漏极通过电阻 R1与VM相连，所述晶体管MN1的源极与VSS相连。在放电过流信号 EDI有效时，即系统进入放电过流状态时，所述晶体管MN1开启从而 连通VM至VSS的通路。此时，如果外部负载变小，VM就会被VSS拉 低，从而使电池系统重新进入正常放电状态。

但是，晶体管MN1为普通的NMOS晶体管，在其衬底端和漏极端 存在一个寄生的二极管。当VM的电位相对VSS的电位为负电压时(比 如在给电池充电时，VM的电位就会低于VSS的电位)，此寄生的二极 管会正向导通，从而产生从VSS端经由电阻R1、晶体管MN1至VM端 的漏电流。这种漏电还可能会把晶体管MN1的衬底电位抬高，从而容 易触发寄生三极管，导致严重后果。而且，在给电池充电时，可能由 于充电过压或充电过流而需要禁止对电池充电，然而此时恢复驱动电 路上的漏电流会依然从VSS流向VM，这就意味着，所述漏电流依然在 给电池充电，从而使禁止充电功能失效。此外，此漏电还会影响充电 过流保护阈值偏离设计值。

在现有技术中一般是通过增大电阻R1的方式减少漏电，但漏电却 始终存在。这种漏电仍可能会导致前述的各种问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种电池保护电路中的放电过流保护 恢复驱动电路，其可以实现放电过流保护状态在过放电解除后自动恢 复的功能，同时也能有效的切断充电漏电。

本发明的目的之二在于提供一种具有放电过流保护恢复驱动电路 的电池保护电路，其可以实现放电过流保护状态在过放电解除后自动 恢复的功能，同时也能有效的切断充电漏电。