[发明专利]电池保护芯片及电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种电池保护芯片及电池。

背景技术

电池保护芯片通常被安装在电池内，在如手机电池内部，有一块很小的印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)，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，短路保护。过电压充电保护是指当电芯被充电至电芯电压超过过电压充电阈值(例如4.3V)时，电池保护芯片控制关断充电回路。过电压放电保护是指电芯被放电至电芯低压低于过电压放电阈值(例如2.5V)时，电池保护芯片控制关断放电回路。放电过流保护是指当放电负载电流过大，超过放电过流阈值时，电池保护芯片控制关断放电回路。短路保护是指当放电负载电流过大，超过短路阈值时，电池保护芯片控制关断放电回路。短路保护与放电过流保护的区别在于短路保护的电流阈值更高，但延迟时间更短。例如短路阈值为20A，延迟时间为10uS，放电过流阈值为3A，延迟时间为12mS。图1现有技术的电池保护芯片的结构图，如图1所示，电池保护芯片为虚线框内的部分。现有技术中，在电池保护的印刷电路板上存在电阻和电容。如果没有电阻和电容，当电芯发生瞬间微短路时，芯片VDD和G之间的电压会降到很低，甚至为零，这样由于芯片失去电源，会导致芯片功能失效和内部节点状态异常。如果没有电阻和电容，当VDD和VM之间发生瞬间短路外部时,例如外部负载出现短路，也会导致VDD和G之间的电压下降到很低，低于芯片正常工作所需的电压，这样也会导致芯片功能失效和内部节点状态异常。这两个元件的用处是，当出现上述电芯内部微短路或外部负载短路时，电容会存储一定的电压，保证芯片可以正常工作，而不出现错误。电阻Ra的取值范围为100欧姆-1K欧姆，电容的取值范围为0.01微法-0.22微法。电阻1的典型值为470欧姆，电容的典型值为0.1微法。现有技术中，保护板上还安装了电阻Rb，连接在VM和VMI之间，其主要功能是防止充电器接反时，损坏电池保护芯片。传统的电池保护芯片中，在VDD和VMI之间存在静电保护电路，并且传统的静电保护电路中存在由VMI向VDD正向导通的通路，即在VMI和VDD之间存在等效为正向二极管的寄生二极管。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述不足，将电阻和电容集成至电池保护芯片中，实现进一步小型化，同时采用集成工艺制造的方式有效的降低了成本。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种电池保护芯片，该电池保护芯片包括：过充电检测电路、过放电检测电路、放电过流检测电路、控制电路，该芯片还包括：单向导通电路、第一电容、第一短路检测电路、第一电阻和第二电阻；

单向导通电路的输入端与电芯正极相连接；单向导通电路的输出端与第一电容的第一端、第一短路检测电路的电源端相连接；第一电容的第二端接地；第一短路检测电路的输出端与控制电路的第一输出端相连接；

第一电阻的第一端与单向导通电路的输入端相连接；第一电阻的第二端与过充电检测电路的输入端、过放电检测电路的输入端、控制电路的输入端相连接；

第二电阻的第一端与放电过流检测电路的输入端、第一短路检测电路的输入端相连接。

优选的，电池保护芯片还包括：高耐压ESD电路和双向截止ESD电路；

高耐压ESD电路的输入端与电芯的正极、过充电检测电路的输入端、过放电检测电路的输入端、控制电路的输入端相连接；高耐压ESD电路的输出端接地；

双向截止ESD电路的输入端与电芯的正极相连接；双向截止ESD电路的输出端与第二功率管的漏极相连接。

优选的，电池保护芯片还包括：第二短路检测电路；

第二短路检测电路的电源端与单向导通电路的输入端相连接；第二短路检测电路的输入端与第二电阻的第一端相连接；第二短路检测电路的输出端与控制电路的输入端相连接。

优选的，电池保护芯片还包括：充电过流检测电路；

充电过流检测电路的输入端与第二电阻的第一端相连接；充电过流检测电路第二端与控制电路的输入端相连接。

优选的，电池保护芯片还包括：第一功率管和第二功率管；

第一功率管的漏极与电芯的负极相连接；第一功率管的栅极与控制电路的第一输出端相连接；第一功率管的源极与第二功率管的源极相连接；第二功率管的栅极与控制电路的第二输出端相连接；第二功率管的漏极与第二电阻的第二端、双向截止ESD电路的输出端相连接。