[实用新型]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，特别涉及一种电池保护电路。

【背景技术】

现有技术中，锂电池通过安装在其内部的电池保护电路（或者称为电池保护芯片）来保证电池中的电芯不欠压放电，不过压充电，不过流放电。请参考图1所示，其为现有技术中锂电池在供电时的电路示意图。所述锂电池包括电芯Bat和电池保护电路110。所述电池保护电路110包括电阻R1、电容C1、电池保护控制电路112、电阻R4、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)场效应晶体管MN1和MN2。所述电芯Bat的正极直接与第一电源端VDD相连，电阻R1和电容C1串联于电芯Bat的正极和负极之间，NMOS晶体管MN1（即放电功率开关）和NMOS晶体管MN2（即充电功率开关）串联于电芯Bat的负极和第二电源端PN之间，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的负极相连，NMOS晶体管MN2的源极与第二电源端PN相连，且在NMOS晶体管MN1中寄生二极管（未示出），在NMOS晶体管MN2中寄生有二极管（未示出）。

所述电池保护控制电路112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)V，电芯Bat负极连接端（或称接地端）G和第二电源端PN连接端VM，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V连接于电阻R1和电容C1之间，连接端G与电芯Bat的负极相连，连接端VM通过电阻R4与第二电源端PN相连，充电控制端CO与NMOS晶体管MN2的栅极相连，放电控制端DO与NMOS晶体管MN1的栅极相连。所述电池保护控制电路112通过控制NMOS晶体管MN1、MN2的导通和关断可以实现对电芯Bat进行充电保护和放电保护。在正常状态时，所述电池保护控制电路112控制NMOS晶体管MN1、MN2同时导通，此时既可充电也可以放电。在充电发生异常(比如充电过流或者充电过压)时，所述电池保护控制电路112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(比如放电过流或者放电过压)时，所述电池保护控制电路112控制NMOS晶体管MN1截止，从而切断了放电过程，但仍可以充电。

图1中的锂电池通过电源管理芯片120为被供电电路130供电。在图1中，电源管理芯片120的一个输入端与第一电源端VDD相连，另一个输入端与第二电源端PN相连，其输出端与被供电电路130相连。所述电源管理芯片120包括多个DC/DC(直流/直流)转换器和多个LDO(low dropout regulator，低压差电压调节器，简称LDO)，以对电池电压VDD（即第一电源端VDD的电压）进行电压转换，从而输出所述被供电电路130需要的各种系统电压。一般被供电电路130（例如，手机和平板电脑等便携电子系统）中需要1.2V～3.3V范围内的多路多种电压（比如，许多数字芯片以3.3V作为芯片间通信的IO(输入输出:Input&Output)管脚的电源电压），一般3.3V为被供电电路130（或者称为被供电系统）中所需基本电压中的最高电压。以锂电池电压VDD为输入，通过电源管理芯片120中的低压差电压调节器来产生3.3V的电压，如果低压差电压调节器最低的压差为0.1V，则需要电池电压VDD大于或等于3.4V才能工作；锂电池充满电时的电压一般为4.2V，随着逐步耗电，其电压逐渐下降，所以现有技术中，手机和平板电脑在电池电压下降到3.4V时，就关机了，也可以说3.4V的电池电压为系统最低工作电压。但实际上，电池中的电芯Bat在2.7V～3.4V之间（即放电欠压阈值和系统最低工作电压之间）仍存在一定能量，约占充满电芯能量的8%～10%。如果对这部分能量加以合理利用，可以在不增加电芯Bat体积和重量的条件下，有效的增加电池可利用能量，从而延长被供电系统的工作时间和待机时间。

为使被供电电路130可以利用电芯电压在2.7V～3.4V之间的能量，需要增加升压电路。在图1所示的锂电池中，如果简单的将升压电路串联在电源管理芯片120的输入端，虽然可以使被供电电路130利用电芯电压在2.7V～3.4V之间的能量，但是其效果较差，其原因在于升压电路本身存在一定的效率损失，例如其效率为90%，则损耗10%的能量，这样综合起来可能不仅没有延长被供电系统的工作时间，可能反而减少工作时间。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。

【实用新型内容】