[实用新型]静电保护电路及其电池保护电路

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电路设计领域，特别涉及一种静电保护电路及其集成电芯（Bat）端的电阻和电容(RC)的电池保护电路。 

【背景技术】

电池保护芯片（电路）通常被安装在电池内，例如，在手机电池内部，有一块很小的印刷电路板（Printed Circuit Board），电池保护芯片就安装在此印刷电路板上。电池保护芯片与其他的辅助元件一起提供对电池的充放电控制。比较常用的是锂离子电池和锂聚合物电池。电池保护芯片的基本功能包括过电压充电保护、过电压放电保护、放电过流保护、充电过流保护和短路保护。 

请参考图1所示，其为现有技术中电池保护系统的电路示意图。所述电池保护系统包括电芯Bat、电阻R1、电容C1、电池保护电路110、电阻R2、放电功率开关120和充电功率开关130。所述电芯Bat的正极直接与第一电源端VP相连，放电功率开关120和充电功率开关130串联于电芯Bat的负极G和第二电源端VM之间，电阻R1和电容C1串联于电芯Bat的正极和负极G之间。当负载电阻R0连接于第一电源端VP和第二电源端VM之间时，所述电芯Bat处于放电状态；当电池充电器140正接于第一电源端VP和第二电源端VM之间时，所述电芯Bat处于充电状态。 

所述放电功率开关120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130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的源极与电芯Bat的负极G相连，NMOS晶体管MN2的源极与第二电源端VM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芯Bat正极连接端(或称电源端)VDD，电芯Bat负极G连接端（或称接地端）VSS和第二电源端VM连接端VMI，两个控制端分别为充电控制端CO和放电控制端DO。其中，连接端VDD连接于电阻R1和电容C1之间，连接端VSS与电芯Bat的负极G相连，连接端VMI通过电阻R2连接于第二电源 端VM，充电控制端CO与充电功率开关130的控制端（即NMOS晶体管MN2的栅极）相连，放电控制端DO1与放电功率开关120的控制端（即NMOS晶体管MN1的栅极）相连。 

所述电池保护电路110可以对电芯Bat进行充电保护和放电保护。在正常状态时，所述电池保护电路110控制NMOS晶体管MN1、MN2同时导通，既可充电也可以放电。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，但仍可以放电。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，但仍可以充电。 

在本实施例中，所述电池保护电路110包括过充电检测电路112、过放电检测电路114、放电过流检测电路116、充电过流检测电路（未标示）和控制电路118。所述过电压充电检测电路112、过电压放电检测电路114、放电过流检测电路116和充电过流检测电路可以被统称为阈值检测电路。所述控制电路118根据所述过充电检测电路112、过放电检测电路114、放电过流检测电路116和充电过流检测电路提供的检测信号生成充电控制信号并通过充电控制端CO输出，生成放电控制信号并通过放电控制端DO输出。 

由于静电防护对集成电路来说非常重要，因此，在目前的集成电路设计和制造时都会特别注意静电放电保护电路的设计。通常，图1中的电池保护电路110是一块芯片，其各个连接端之间也需要设置静电保护电路（ESD器件）。图1中的电池保护电路110还包括设置于电源端VDD和接地端VSS之间的传统静电保护电路150。 

图1是现有技术中的一种电池保护系统的电路示意图。其印刷电路板上需要安装电容C1和电阻R1。中国专利(申请号:201110411181.3)中公布了一种集成电芯端的电阻和电容的电池保护装置，其印刷电路板上不需要安装电芯端电容C1和电阻R1，该专利解决了电池出现短路时导致芯片电源电压太低从而电池保护芯片出错的问题，其原理是通过内部电容存储电荷为电池保护芯片供电，避免控制电路异常。在图1和申请号为201110411181.3的电池保护装置中，一般都会通过导线连接电芯和电池保护芯片，电源和地分别需要导线连接。当电芯到电池保护芯片的连接导线过长时，会产生较大的寄生电感。