[发明专利]一种高集成电池保护控制电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种高集成电池保护控制电路，包括用于检测VDD电压的电压检测电路，用于检测电池充放电电流或短路电流的电流检测电路，用于检测电池保护芯片温度的温度检测电路，接收电压、电流和温度信息的逻辑控制电路，用于实现电池保护的MOS管M1，控制M1的栅极及M1衬底切换的电平转换电路，用于控制M1开启时间的振荡器，所述M1一端接地、另一端与用于连接充电器或负载的VM端连接，所述VM端和逻辑控制电路间设有充电检测电路和负载检测电路。本发明通过衬底切换技术实现过压、欠压、过温、过流保护，和电池短路保护，周期性打开或关闭M1，对电池进行充电或放电，减小过压后对电池放电、欠压后对电池充电的芯片发热量，减小了功率损耗。

技术领域

本发明涉及电池保护领域，具体地说，是涉及一种高集成电池保护控制电路及控制方法。

背景技术

在传统的电池保护电路中，电路结构如图1所示，保护芯片利用内部的过流、过压、过温等检测电路检测结果来控制外部MOS管Q1、Q2的状态，从而进行充放电保护，这种方式主要有以下缺点：

1、外围需要Q1、Q2，导致成本较高，且整体面积大；

2、在过压状态下，需对电池进行放电，打开MOS管Q1，关闭MOS管Q2，则电流通过MOS管Q2的体二极管和MOS管Q1，此时在MOS管Q2的体二极管上的损耗为：P＝0.7*I，若电流较大则发热会比较严重，系统发热严重，不利于电池能量的充分利用，同时更可能导致MOS管Q2管由于过热损坏；在欠压状态下，需对电池进行充电，则关闭MOS管Q1，打开MOS管Q2，则电流通过MOS管Q1的体二极管和Q2，在MOS管Q1上的损耗为：P＝0.7*I，会产生与过压状态时相同的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高集成电池保护控制电路及控制方法，解决现有电池保护方案中过压后对电池放电，和欠压后对电池充电存在发热严重，功率损耗较大的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高集成电池保护控制电路，包括用于检测电池连接端VDD电压状态的电压检测电路，用于检测电池充放电电流或电池短路电流的电流检测电路，用于检测电池保护芯片温度的温度检测电路，接收电压、电流和温度信息并输出控制信号的逻辑控制电路，通过开关S1和开关S2的闭合或打开实现电池不同状态保护的功率器件M1，接收控制信号并控制功率器件M1中开关S1和开关S2状态的电平转换电路，以及用于在电池过压或欠压时产生时钟控制功率器件M1开启时间的振荡器，所述功率器件M1上的一端与接地GND端连接、另一端与用于连接充电器或负载的VM端连接，所述VM端和逻辑控制电路之间连接有充电检测电路和负载检测电路，所述振荡器通过延时电路与逻辑控制电路连接，所述电压检测电路和电流检测电路均与GND端连接。

进一步的，所述功率器件M1为可切换衬底的MOS管，所述开关S1和开关S2串联后一端与GND端连接、另一端与VM端连接，所述开关S1和开关S2的连接点、电平转换电路均与M1的栅极连接，所述M1的体二极管的一端与GND端连接、另一端与VM端连接。

基于上述所述的一种高集成电池保护控制电路，本发明还提供了该电路的控制方法，其中，电池充电过压后对电池放电的保护方法包括如下步骤：

(a1)利用电压检测电路检测电池连接端VDD的电压状态，并利用负载检测电路检测电池的放电状态；

(a2)当充电过压时，即VDD的电压高于过压保护阈值，此时若对电池放电，VM端的电压大于0.7V；

(a3)打开M1，逻辑控制电路输出控制信号至电平转换电路，控制开关S1关闭，开关S2打开，此时M1的体二极管为VM端向GND端方向，通过负载对电池放电，同时，启动振荡器产生的计时时钟timer1，控制M1的打开时间；

(a4)当计时时长达到timer1的时长之后，关闭M1，利用负载检测电路检测VM端的电压值；