[实用新型]一种钛酸锂电池管理芯片

说明书

一种钛酸锂电池管理芯片，在一片芯片中集成有逻辑处理电路和与之连接的过充/过放状态判定电路、LED驱动电路、延时控制电路、CO/DO驱动输出电路、充电放电状态检测电路、和电流检测电路，过充/过放状态判定电路连接电池电压检测电路，其优点是外围元件少、简单可靠。专有电池管理芯片，纯硬件设计，功耗低、稳定性好。利用修调方式可实现高精度电压电流检测线路。充放电回路分开，均采用功率NMOS管控制，损耗小，成本低。

技术领域

本实用新型涉及二次电池的结构，涉及半导体和其他固态器件的零部件，尤指一种钛酸锂电池管理芯片。

背景技术

钛酸锂电池以其大电流充放电倍率、高安全性及超宽工作温度范围开始在很多领域替代传统三元锂电池和磷酸铁锂电池，尤其是玩具市场，需要快充快放特性的场合，钛酸锂电池是最佳选择。由于钛酸锂电池的化学特性决定了其电压平台较低（一般为2.4V，而传统三元锂电池为3.7V），因此无法利用市场现有通用锂电池保护芯片对其进行充放电保护，当前只能用通用MCU芯片配合外围元件实现对钛酸锂电池的充放电管理和保护，其原理图参见图3：

钛酸锂电池B1通过二极管D3和开关K1连接至MCU芯片1脚，电容C1为滤波电容。开关K1用于切断所有负载电路以减小待机时的自耗电，提升电池的续航时间。外部负载连接至V+、V-端子，功率MOS管M2用作放电保护，电阻R8为电流采样电阻，R1和C2为滤波电路，用于滤除R8上的电流尖峰干扰信号。当MCU芯片IC1检测到电池B1电压低于预设阈值或电阻R8对地电压超过预设阈值时，经过对应的延迟时间，IC1通过将其5脚由高电平转换为低电平，关闭M2从而切断放电回路。外部充电电源自C+、V-端子输入，功率MOS管M1为充电控制开关，D1为防反二极管，防止电池电压回流至充电器端。充电过程中，MCU芯片IC1持续监测B1电压，当检测到B1电压超过预设的过充电保护阈值并达到预设的延迟时间后，IC1通过其6脚由高电平转换为低电平，关闭三极管Q1从而关断M1以切断充电回路。电阻R3为限流电阻，R6为上拉电阻，确保在上电过程中M1处于关闭状态。IC1的7脚连接电阻R2和LED灯，用于充电状态指示。

利用上述方案，主要有如下缺点：

1：方案线路复杂，元器件过多，可靠性不高。

2：MCU芯片功耗大，需要额外开关以降低待机功耗。

3：电压、电流检测精度不高，无法满足锂电池高精度管理要求。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种钛酸锂电池管理芯片。旨在简化钛酸锂电池的充放电管理和保护电路，使外围元件少，线路简单可靠，功耗低，管理精度高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种钛酸锂电池管理芯片，其特征在于：在一片芯片中集成有逻辑处理电路和与之连接的过充/过放状态判定电路、LED驱动电路、延时控制电路、CO/DO驱动输出电路、充电放电状态检测电路、和电流检测电路，过充/过放状态判定电路连接电池电压检测电路，其中:

逻辑处理电路的作用是根据各模块的信号输入，进行对应的逻辑分析处理，并给出最终的信号输出；

电池电压检测电路的作用是对输入的电池电压进行合理的分压处理后送入过充/过放状态判定模块；

过充/过放状态判定电路的作用是将送入的电池电压与内部基准做比较后送出判定结果信号；

LED驱动电路的作用是接收逻辑处理模块给出的控制信号，输出恒定电流以点亮外部LED灯；

CO/DO驱动输出电路的作用是接收逻辑处理模块给出的信号，增强信号驱动能力，用以驱动外部MOS晶体管；

充电放电状态检测电路的作用是检测电池工作状态，并送出信号给逻辑处理模块做分析处理；