[实用新型]多节电池管理保护芯片和多节电池管理保护系统

说明书

一种多节电池管理保护芯片和多节电池管理保护系统，所述多节电池管理保护芯片，包括：接地引脚、充电驱动输出使能端、充电驱动输出引脚、放电驱动输出引脚和寄存器；还包括：适配器识别单元，所述适配器识别单元包括控制输入端、检测端和状态输出端；所述控制输入端连接所述充电驱动输出使能端；所述检测端连接所述充电驱动输出引脚；所述状态输出端连接所述寄存器。所述多节电池管理保护芯片能够提供检测和保护。

技术领域

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及一种多节电池管理保护芯片和多节电池管理保护系统。

背景技术

在一些电动设备中，如电动(自行)车、扫地机器人和平衡车等，通常需要使用多节电池。

早期在对多节电池进行保护时，是在每节电池上使用一颗单节电池保护芯片。这种保护技术不仅成本高，而且不利于多节锂电池之间的联动保护。

在多节锂电池保护系统中，当系统检测到发生电池过压或者充电过流时，需要将充电路径断开，适配器移除之后充电路径可以重新打开；当系统检测到电池发生电池欠压时，需要将放电路径断开，适配器接入之后放电路径可以重新打开。

已发展出来的一种多节电池管理保护芯片10，它与充电适配器和多节电池构成的保护系统，如图1所示。

图1中省略了多节电池管理保护芯片10的内部电路结构和多数引脚。其中，显示了多节电池管理保护芯片10包括接地引脚VSS、充电驱动输出引脚CHG、放电驱动输出引脚DSG和寄存器(未示出)。

所述保护系统还包括NMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3和电阻R1。NMOS管Q1的漏极连接NMOS管Q2的漏极。电阻R1一端连接NMOS管Q2的栅极，另一端连接NMOS管Q2的源极。接地引脚VSS连接NMOS管Q1的源极。放电驱动输出引脚DSG连接NMOS管Q1的栅极。充电驱动输出引脚CHG连接至NMOS管Q2的栅极(请先认为PMOS管Q3不存在，充电驱动输出引脚CHG直接连接NMOS管Q2的栅极)。

NMOS管Q2的源极作为充电负极接入端。电池组BT(图1中所示多节电池)的负极连接接地引脚VSS，接地引脚VSS再经过NMOS管Q1和NMOS管Q2后连接充电适配器的负极，其中NMOS管Q2的源极连接充电负极端P-，即NMOS管Q2的源极连接充电适配器的负极。电池组BT的正极连接充电正极端P+，即用于连接充电适配器的正极。

在上述保护系统中，当系统发生电池组BT过压或者充电过流时，需要切断充电路径来保证电池和系统的安全性。

然而，如图1所示，现有保护系统中，当充电路径断开时，充电正极端P+和多节电池BT正端相连接，连接充电适配器的负端P-的电压，相对于电池组负端的电压是一个负电压，充电适配器的负端P-到多节电池管理保护芯片10的接地引脚VSS通过电阻R1和充电控制引脚CHG形成回路，导致NMOS管Q2的栅源之间有压差(VGS)，从而不能完全关断充电路径。

需要说明的是，图1中各MOS管中的二极管为相应的寄生二极管，而正是由于NMOS管Q1的寄生二极管的存在以及此寄生二极管的正负极方向，决定了通常无法通过关断NMOS管Q1来关断充电路径，而需要通过NMOS管Q2关断充电路径。

为了保证充电路径被完全关断，图1中加入一个栅极接地VSS的PMOS管Q3，即事实上，充电驱动输出引脚CHG并不是直接连接NMOS管Q2的栅极，而是，充电驱动输出引脚CHG连接PMOS管Q3的源极，PMOS管Q3的栅极接地(即连接相应的接地引脚VSS)，PMOS管Q3的漏极连接NMOS管Q2的栅极。也就是说，通过PMOS管Q3，使充电驱动输出引脚CHG连接至NMOS管Q2的栅极。

PMOS管Q3的漏极相对于接地引脚VSS是一个负电压，PMOS管Q3处于关断状态时，从P-到接地引脚VSS之间没有电流回路，充电控制NMOS管Q2的栅源电压等于零，从而使充电路径能够被完全关断。