[实用新型]级联的电池保护电路及系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种电源管理电路，特别涉及级联的电池保护电路及系统。

【背景技术】

锂离子电池由于具有能量高、电池电压高、工作稳定范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话，便携式计算机、摄像机、照相机等，部分代替了传统电池。但是因其物理特性，在使用过程中，锂电池对充电电流、放电电流、电压及温度要求很严格，一旦超过将在安全上和寿命上产生严重后果。因此，锂离子电池在充放电工作过程中，需要对其过充电电压、过放电电压、充电限制电流以及放电限制电流等关键参数进行监测和控制，以防止电池过度损耗同时保证使用中的安全。目前单体锂电池的保护电路已经很成熟，但对于多节串联的锂电池（或者电芯单元）组来说，组建与其匹配的保护电路有一定的难度。

电池保护系统有如下的普遍需求：当电池保护系统处于禁止充电保护状态时，若检测到有负载与电池保护系统相连，则使该电池保护系统退出禁止充电保护状态；当电池保护系统处于禁止放电保护状态时，若检测到到有充电器与电池保护系统相连，则使该电池保护系统退出禁止放电保护状态。

当电池保护系统中需要串联的电芯单元的数目较少时，该电池保护系统可以用单一电池保护芯片对其进行充放电保护，由该单一电池保护芯片决定是否进入或退出保护状态。该电池保护芯片可以检测到负载或者充电器与该电池保护系统的连接状况，同时检测整个电池保护系统中电芯单元的电压状态，从而实现上文中所述的电池保护系统的普遍需求。

当电池保护系统中需要串联的电芯单元数目增多时，由于电池总电压的升高，单一电池保护芯片难以满足保护系统的需要，需要通过级联多个电池保护芯片(或称电芯保护芯片或单元)作为电池保护系统中的电池保护电路。此时问题出现了，只有最下级电池保护芯片能够直接检测到负载或者充电器的连接状况，而非最下级的电池保护芯片不能检测到电池负载或者充电器的连接状况，那么当非最下级保护芯片检测到对应的电芯单元出现充电或异常时，电池保护系统进入禁止充电保护状态或者禁止放电保护状态后，由于非最下级保护芯片无法得知负载或充电器是否连接，因此无法退出禁止充电保护状态或者禁止放电保护状态。

对此最直接的解决方式可以为：给每个电池保护芯片增加一对负载连接状态发送、接收管脚PIN，用于接收和发送负载连接状态信息，给每个电池保护芯片增加一对充电器连接状态发送、接收管脚PIN，用于接收和发送充电器连接状态信息。但是，这样做的缺陷在于，每个电池保护芯片会增加四个PIN，从而增加了电池保护系统的成本。

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】

本实用新型的目的在于提供一种电池保护电路和系统，在不增加管脚的基础上实现了有关负载或充电器的连接信号的传递，从而可以克服背景中所提到的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种电池保护电路，用于对多个依次串联的电芯单元进行保护，其包括多个电芯保护单元，每个电芯保护单元连接在对应的电芯单元的正负极之间，每个电芯保护单元包括充电保护输出端和充电保护输入端，每个电芯保护单元的充电保护输入端与其相邻的上一级电芯保护单元的充电保护输出端相连，每个电芯保护单元对对应的电芯单元进行充电检测以得到表示该对应的电芯单元是否异常的当前充电保护信号，通过其充电保护输入端接收其相邻的上一级电芯保护单元的充电保护输出端输出的表示先前电芯单元是否异常的先前充电保护信号，在当前充电保护信号为异常或/和先前充电保护信号为异常时，该电芯保护单元生成并通过其充电保护输出端输出表示异常的充电保护信号，否则通过其充电保护输出端输出表示非异常的充电保护信号，最下级电芯保护单元检测负载是否连接，并生成表示负载是否连接的负载连接信号，在一个电芯保护单元收到来上一级电芯保护单元的表示异常的充电保护信号且生成或收到表示负载连接的负载连接信号时，通过其充电保护输入端和上一级电芯保护单元的充电保护输出端将该电芯保护单元生成或收到的表示负载连接的负载连接信号传输至上一级电芯保护单元。

进一步的，最上级电芯单元的一个连接端与第一外部连接端相连，最下级电芯单元的一个连接端经由充电控制开关与第二外部连接端相连，所述充电控制开关包括控制其导通或截止的控制端，最下级电芯保护单元的充电保护输出端与所述充电控制开关的控制端相连，在最下级电芯保护单元输出表示非异常的充电保护信号时，控制所述充电控制开关导通，在最下级电芯保护单元输出表示异常的充电保护信号时，控制所述充电控制开关截止，最上级电芯保护单元的充电保护输出端连接表示非异常的先前充电保护信号。