[发明专利]一种充放电过流保护电路及其过流保护方法

说明书

本发明提供一充放电过流保护电路及方法，所述电路包括内阻感应模块，在充放电状态时按预设比例感应串行充放电开关管的内阻总和；电压选择模块，连接内阻感应模块，根据电压选通开关切换不同链路与内阻感应模块连接，在充电状态时输出充电检测电压和充电参考电压，在放电状态时输出放电检测电压和放电参考电压；过流信号产生模块，连接电压选择模块，根据输入选通开关切换不同输入，以在充电状态时比较充电检测电压和充电参考电压并根据比较结果产生充电过流保护信号；在放电状态时比较放电检测电压和放电参考电压并根据比较结果产生放电过流保护信号。通过本发明解决了现有电池保护系统因精密电阻R0的使用所带来的诸多问题。

技术领域

本发明涉及电池充放电技术，特别是涉及一种充放电过流保护电路及其过流保护方法。

背景技术

目前电池的应用越来越广泛，从手机、个人穿戴系统、GPS、玩具等便携式设备到需要持续保存数据的煤气表，其市场容量已经达到每月几亿只。而为了防止电池因过大充电电流、过大放电电流等异常状态被损坏，通常需要设置电池过流保护来防止电流异常过大对电池的损坏。

现有充放电过流电池保护系统一般如图1所示，主要是由控制IC、外接的放电开关管MD、充电开关管MC以及精度电阻R0来实现；在PK+/PK-端接入充电器给电池正常充电时，MD和MC均处于导通状态，而在控制IC检测到充电电压、电流异常时，将控制MC关断以终止充电；在PK+/PK-端接入负载给电池正常放电时，MD和MC均处于导通状态，而在控制IC检测到放电电压、电流异常时，将控制MD关断以终止放电。

为了实现精准的充放电过流保护，现有是在图1所示的电池保护系统中使用R0精密电阻串入整个大电流通路来感应充放电回路中的大电流，此种方法虽然能够实现充放电过流保护，但也直接导致了充放电回路中的阻抗增加、成本增高、集成度差等缺陷。同时，R0精密电阻往往在实际使用中，电阻值非常小，通常为2mΩ，也有客户使用1mΩ电阻，如此小的电阻值对该电阻的焊接工艺和PCB线路板设计要求都大大提高，若焊接异常或设计时考虑不周都会导致该R0精密电阻的接触电阻过大，进而严重影响该精密电阻阻值，导致保护电流的精度不够以及PCB板发热等问题产生。

随着便携式设备(如5G手机)大容量、大电流需求，正常的大电流充放电电流值与过流保护阈值之间的差值越来越小；相比过去3G或4G手机，对电池保护系统的安全性和精准性提出了新的更高要求；因此，如何省去精密电阻、在芯片内部集成精准过流保护功能以及低成本实现电池在充电和放电过程中精准充放电过流保护功能是本领域芯片设计技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种充放电过流保护电路及其过流保护方法，解决现有电池保护系统因精密电阻R0的使用所带来的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种充放电过流保护电路，所述充放电过流保护电路包括：

内阻感应模块，连接于电池保护系统中串联的充电开关管和放电开关管的两端，用于在电池处于充电状态时，按预设比例感应串行的所述充电开关管和所述放电开关管的内阻总和；在所述电池处于放电状态时，按预设比例感应串行的所述充电开关管和所述放电开关管的内阻总和；

电压选择模块，连接于所述内阻感应模块，用于根据电压选通开关切换不同链路与所述内阻感应模块连接，以在所述电池处于充电状态时输出充电检测电压和充电参考电压，在所述电池处于放电状态时输出放电检测电压和放电参考电压，其中所述充电检测电压为充电电流流经串行的充电开关管和放电开关管时产生的电压，所述充电参考电压为第一偏置电流流经所述内阻感应模块时产生的电压与电池充放电负极端的电压总和，所述放电检测电压为放电电流流经串行的充电开关管和放电开关管时产生的电压，所述放电参考电压为第二偏置电流流经所述内阻感应模块时产生的电压；