[实用新型]提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路及充放电电路

说明书

本实用新型提供了一种提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路及充放电电路。电池保护电路包括：基本保护电路、钳压电路、栅极衬底控制电路和充放电控制MOS管；充放电控制MOS管的源极或漏极的一端连接至电池，另一端连接至充电器或负载，栅极和衬底连接至栅极衬底控制电路；基本保护电路检测电池的充放电情况，向栅极衬底控制电路发送控制信号，使栅极衬底控制电路根据控制信号控制充放电控制MOS管的导通情况，从而对电池的充放电进行控制；钳压电路用于钳制栅极衬底控制电路的供电电压，防止栅极衬底控制电路、充放电控制MOS管损坏。本实用新型可使电池保护电路免受尖峰电压和直流高电压的破坏，延长充放电电路的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及电池充放电技术领域，尤指一种提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路及充放电电路。

背景技术

随着近年来移动终端功能的不断增加，移动终端的性能也在飞速提升，这对终端电池也提出了更大的要求。有的应用电池需要做得很小，有的应用电池需要做得成本很低，而传统的电池保护方案通常占版面积很大，成本很高，已经越来越不适应新的市场需求。

传统的电池保护方案是由分立器件达成的。需要一个控制电路芯片以及一个包含有两个N型功率MOS管的芯片。控制电路芯片通过控制这两个功率MOS管的栅极电压来实现对电池的充放电控制。控制电路芯片是用CMOS工艺做成，而功率MOS管芯片通常用一种垂直结构的DMOS或UMOS管做成。由于CMOS和DMOS/UMOS是两种完全不同的工艺，因此控制电路芯片和两个功率MOS管芯片通常来自于两个不同的供应商，是两个独立的芯片。另外这种分离器件方案的充放电外围电路需要两个电阻以及一个电容。

为了缩小上述分离器件电池保护的方案面积以及降低方案成本，在中国专利CN103474967A中，我司提出了单晶圆电池保护电路及充放电电路。这种单晶圆电池保护电路将传统方案的控制电路芯片，两个功率MOS管芯片以及外围的一个电阻都集成到一个半导体衬底上，外围充放电电路只需一个电阻及一个电容。我司提出的单晶圆电池保护方案不但将控制电路芯片与两个功率MOS管芯片集成到一个半导体衬底上，进一步地，我司将传统方案的两个功率MOS管结构合并成一个功率MOS管以进一步缩小方案面积降低方案成本。

目前，为了将电路面积做到最小以及成本做到最低，通常选用5V CMOS工艺来实现。而5V CMOS工艺MOS管击穿电压在8V～12V。由于电池保护电路在充放电以及生产测试过程中可能会产生高达16V的尖峰电压以及直流高电压，用5V CMOS工艺做成的单晶圆电池保护电路会被尖峰电压或者直流高电压击穿从而造成单晶圆电池保护电路的损坏。

一种直观的解决办法是选用击穿电压更高的半导体工艺来增加单晶圆电池保护电路的耐压值，使其能够承受16V尖峰电压以及直流高电压，但是这样做会增加工艺层数以及大大增加半导体器件在芯片上所占用的面积，使保护电路的成本大大上涨。

有鉴于此，本实用新型提供了一种提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路及充放电电路，以解决上述单晶圆电池保护电路被直流高电压和尖峰电压损坏的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路及充放电电路，在电池生产测试过程以及充放电使用时，可使单晶圆电池保护电路免受直流高电压和尖峰电压的损坏，延长充放电电路和电池的使用寿命。

本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型提供了一种提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路，包括：基本保护电路、钳压电路、栅极衬底控制电路和充放电控制MOS管；

所述充放电控制MOS管的源极和漏极的一端连接至电池负端，所述充放电控制MOS管的源极和漏极的另一端连接至充电器或负载的负极；所述充放电控制MOS管的栅极和衬底分别连接至所述栅极衬底控制电路。