[发明专利]用于电池的直接电池单元连接的系统和方法

权利要求书

1.一种用于电池的直接电池单元连接的系统，其包括：

电池保护电路，其包括：

串联配置在充电源和电池之间的电池晶体管，所述电池晶体管也串联配置在负载和所述电池之间，所述电池晶体管进一步被配置为在正常状况下对所述电池进行充电，并且被配置为在故障状况期间保护所述负载，所述电池晶体管进一步被配置在容纳所述电池的电池组的外面，其中所述电池晶体管包括单个n沟道场效应晶体管即nFET，所述nFET的背栅极用控制电路驱动，使得关联的体二极管不被开启，并且其中所述控制电路包括至少一个比较器、多个电平移位器和多个开关，所述比较器、所述多个电平移位器和所述多个开关被配置为将所述电池电压和负载电压中的较低者施加到所述nFET的背栅极。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池晶体管包括两个n沟道场效应晶体管即FET或两个p沟道FET。

3.根据权利要求1所述的系统，其中电池管理模块被配置为控制所述电池晶体管和至少一个调节器晶体管，以保护所述电池，所述至少一个调节器晶体管串联配置在所述充电源和所述负载之间。

4.根据权利要求3所述的系统，其中

在充电期间的过流状况下，所述至少一个调节器晶体管被关闭；

在放电期间的过流状况下，所述电池晶体管被关闭；

在充电期间的过压状况下，所述至少一个调节器晶体管被关闭；

在放电期间的欠压状况下，所述电池晶体管被关闭；

在放电期间的短路状况下，所述电池晶体管被关闭；和

在温度过高的状况下，所述至少一个调节器晶体管和所述电池晶体管被关闭。

5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括串联配置在所述源和所述至少一个调节器晶体管之间的阻塞晶体管，所述阻塞晶体管和所述至少一个调节器晶体管被配置为形成一对背对背二极管，以阻止反向电流状况。

6.一种用于电池的直接电池单元连接的方法，其包括：

确定电池组的故障状况；

用在所述电池组外部的单个电池晶体管保护所述电池，而不需要介于中间的保护装置，从而允许所述电池直接连接到系统，所述电池晶体管串联连接在所述电池组和充电器之间，其中所述电池晶体管包括n沟道场效应晶体管即nFET；以及

用负载电压和电池电压中的较低者驱动所述nFET的背栅极，以防止所述nFET的体二极管开启。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括用串联连接在负载和输入源之间的阻塞晶体管阻止反向电流状况。

8.根据权利要求6所述的方法，其中在充电期间的过流状况下，将所述nFET的背栅极连接到所述电池电压；

在放电期间的过流状况下，进一步包括将所述体二极管连接到所述负载电压；

在充电期间的过压状况下，进一步包括将所述体二极管连接到所述电池电压；

在放电期间的欠压状况下，进一步包括将所述体二极管连接到所述负载电压；

在放电期间的短路状况下，进一步包括将所述体二极管连接到所述负载电压；

在温度过高的状况下，进一步包括将所述体二极管连接到所述负载电压；和

在反向电路状况下，进一步包括将所述体二极管连接到所述电池电压。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述负载电压和所述电池电压中的较低者是通过以下步骤产生的：比较所述负载电压和所述电池电压，并且产生电平移位的信号来驱动多个晶体管。

10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括通过所述电池晶体管对所述电池进行充电。