[发明专利]一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路

说明书

【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系统的结构图。如图1所示，所述电池保护系统包括电池电芯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。