[实用新型]电流检测电路及充电电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，特别是关于一种电流检测电路及充电电池。

背景技术

现有的锂电池通常会设置一个电池保护芯片（或称为电池保护电路）来管理电池电芯的充电和放电。如图1所示，其显示一块电池内电池保护芯片的结构示意图。如图1所示，一块电池保护芯片其通常设置在电池电芯Bat和电池对外的正负极BP+、BP-之间，其通常包括三个连接端和两个控制端，三个连接端分别为连接于电池电芯的正极的VCC端，连接于电池电芯负极的VSS端，连接于电池对外负极BP-的VM端，两个控制端分别为控制电池电芯放电开关MD的放电控制端DOUT和控制电池电芯充电开关MC的充电控制端COUT。每个电池保护芯片包含过充电电压检测电路，过放电电压检测电路，过充电电流检测电路，过放电电流检测电路和控制电路。锂电池连接负载或者充电器后未出现异常状态时，两个功率MOS管导通，锂电池正常进行充放电，功率MOS导通存在导通电阻，所以充放电电流会在MOS管上形成电压降。充放电电流越大，MOS管上的电压降越大，即节点VM相对于节点VSS的电压差越大。过充电电流检测电路通过检测VM低于VSS的电压来检测是否出现充电过流情况，当检测到充电电流过大时，控制电路关闭功率管MC来禁止充电。过放电电流检测电路通过检测VM高于VSS的电压来检测是否出现放电过流情况，当检测到放电电流过大时，控制电路关闭功率管MD来禁止放电。控制电路的一种实现方法是电路工作在扫描模式，振荡器一直工作，系统按顺序分别检测各种不同的异常工作状态，例如过充电状态，过放电状态，放电过流状态，充电过流状态。

图2是现有技术在图1所示的过充电电流检测和过放电电流检测的一种实现电路。图2中的VSS连接电芯的负极，VCC连接电芯的正极，VM连接到充电器或者负载的负极，即电池的输出负极BP^-。VM和VSS之间连接着图1中的MOS开关MD和MC，当充放电电流越大时，在MOS开关上的电压降越大，当VM和VSS的电压差达到一定充电过流保护阈值（VECI）或者放电过流保护阈值(VEDI)时，电池保护电路判断为充电过流保护或者放电过流保护。图2中，NPN晶体管Q3，电阻R1，NMOS晶体管NM1和PMOS晶体管PM1、PM2组成基于V_BE/R的电流偏置电路，其中V_BE为Q3的基极和发射极的导通电压，R为R1的电阻值。PMOS晶体管PM3、PM4和PM1、PM2组成电流镜，成比例镜像PM1的电流，流入电阻R2产生基于VBE的负温度系数电压。PMOS晶体管PLS1，PLS2，PLS3，PLS4用于对输入电压VM和地电压进行电平移动（Level shift）。本例中PMOS晶体管的比例都为1：1。NPN晶体管Q1、Q2，电流偏置IB产生一个正温度系数的电压ΔV_BE=V_BE2-V_BE1，A1是一个比较器输出级。输入控制信号EDI和ECI分时进行充电电流检测和放电电流检测。当EDI有效时，ECI无效，EDI控制的开关闭合，ECI控制的开关断开，PLS1和PLS2分别接入电路，电流检测电路工作在放电过流检测状态。过流检测电路的放电过流检测阈值为VEDI=R2R1VBE3+ΔVBE,]]>通过调整R1和R2的比例可以使温度系数接近于零。当ECI有效时，EDI无效，ECI控制的开关闭合，EDI控制的开关断开，PLS3和PLS4分别接入电路，电流检测电路工作在充电过流检测状态。过流检测电路的充电过流检测阈值为VECI=-(R2R1VBE3+ΔVBE),]]>通过调整R1和R2的比例可以使温度系数接近于零，可以看到VECI=-VEDI。