[发明专利]开关晶体管压降保持电路及应用有该压降保持电路的锂电池保护电路

说明书

一种开关晶体管压降保持电路，包括第一场效应管，其特征在于：该压降保持电路的第一输入端连接第一场效应管漏极，第二输入端与第一场效应管的驱动信号相连，输出端连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的源极接地；当第二输入端为低电平“0”时，压降保持电路的输出端始终为低电平“0”；当第一输入端与地的电压大于基准电压且第二输入端为高电平“1”时，压降保持电路输出端为高电平“1”；当第一输入端与地的电压小于基准电压且第二输入端为高电平“1”时，压降保持电路输出端为低电平“0”。本发明的优点在于：电路结构简单，在负载电流极其微小的情况下，使第一场效应管上始终具有设定的压降值，保证整个锂电池保护控制电路的正常通电工作。

技术领域

本发明涉及一种压降保持电路，特别是一种开关晶体管压降保持电路及应用有该压降保持电路的锂电池充放电保护电路。

背景技术

锂电池在使用过程中，过度充电、过度放电或过载电流都会影响到电池的使用寿命和性能，为了使用安全考虑，锂电池的电芯设计必须加装保护电路，以防止因过充、过放或短路而造成的电池燃烧、爆炸等危险。在实际使用中，人们要求保护电路在无负载时耗电越少越好，最好是不耗电。

如图6所示，为目前能够实现的锂电池充放电保护电路的线路结构图，该保护电路在负载电流恒定或者负载电流较大的情况下(比如几安培至几百安培)，通常只要在负载回路中串接一个具有设定阻值的取样电阻(图中未示)，当负载RL接通时，负载电流通过取样电阻产生压降，第一开关管Q01(N沟道场效应管)的栅极获得正向电压导通，使得第二开关管Q02(P沟道场效应管)也导通，锂电池保护控制电路通电工作，同时，锂电池保护控制电路输出驱动信号iQ1，整个锂电池保护控制电路获电正常工作；

当负载RL断开时，负载电流为零，第一开关管Q01的栅极无电压，第一开关管截止，于是，第二开关管Q02也截止，锂电池保护控制电路断电，即电池在空载情况下，整个保护电路基本不耗电。

然而，在实际工作中，负载电流会从数千安培到几个毫安、甚至几个微安范围内发生变化，仅采用一个固定值的采样电阻(通常情况下取样电阻仅为几个毫欧)无法在所有变化的负载电流值情况下实现保护电路的顺利获电工作。如图6所示，当保护电路在负载电流非常非常小的时候(仅有几个毫安或者几个微安)，此时晶体管Q1两端的压降基本为零，第一开关管Q01的栅极电位无法达到其开启电压值(通常第一开关管的开启电压在零点几伏到数伏范围)，当第一开关管Q01截止后，第二开关管Q02也截止，从而导致锂电池保护控制电路无法获电工作；若将取样电阻选得较大来保证电路的导通(为了减小电路功耗，通常取样电阻不会太大)，则整个电路会因为大电阻的存在而产生较大功耗，这又与锂电池保护电路的要求功耗越小越好的设计理念相悖。

因此，如何在负载电流很小的情况下，保证电路的正常工作，又能够在大负载电流情况下降低电路的功耗是目前锂电池充放电保护电路设计中亟待解决的问题，需要对现有的方案作出进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单且在微小负载电流下能够维持晶体管两端始终具有设定压降值的开关晶体管压降保持电路。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种采用上述开关晶体管压降保持电路的低功耗锂电池充放电保护电路。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种开关晶体管压降保持电路，包括有N沟道第一场效应管，所述第一场效应管的漏极和源极串接在负载回路上，其特征在于：所述压降保持电路设定有一基准电压，该压降保持电路包括有第一输入端、第二输入端、输出端和接地端，其中，所述压降保持电路的第一输入端连接所述第一场效应管的漏极，所述压降保持电路的第二输入端与锂电池保护控制电路输出的驱动信号相连，所述压降保持电路的输出端连接所述第一场效应管的栅极，所述压降保持电路的接地端直接接地；并且，所述压降保持电路的输入端与输出端之间具有如下的逻辑关系：