[实用新型]VDMOS器件、控制电路、电池管理芯片及电设备

说明书

本公开提供了一种VDMOS器件，用于控制电池的充电电流与放电电流，包括：衬底，为第一导电类型；外延层，设置在衬底上并且为第一导电类型；第一元胞结构区，包括形成在外延层中的元胞结构，以构成用作充电开关的充电MOSFET；第二元胞结构区，包括形成在外延层中的元胞结构，以构成用作放电开关的放电MOSFET；以及第三元胞结构区，包括形成在外延层中的元胞结构，以构成采样MOSFET，采样MOSFET用于采集流过充电MOSFET和放电MOSFET的电流。本公开还提供了一种控制电路、电池管理芯片及电设备。

技术领域

本公开涉及一种VDMOS器件、控制电路、电池管理芯片及电设备。

背景技术

在对锂电池等电池的充放电进行控制时，为了安全和电池寿命等，需要对电池的充放电电流进行测量。通常需要外接电阻来对充电电流和放电电流进行检测。

现有技术中，采用外接检测电阻来对充电电流和放电电流进行检测时(例如检测电阻与充放电开关串联在电流回路中)，检测电阻需要串联在电流回路中，这样在充放电电流比较大的情况下，检测电阻的功耗很大。

另外也可以通过充放电开关的导通阻抗来对电流进行检测，但是该导通阻抗必须足够大，以便能够采集到足够大的检测电压，从而来进行检测。如果导通阻抗比较大，则充放电开关所产生的功耗必然也很大。

此外，在过滤保护方面，图19给出了现有技术中的用于锂电池保护的过流保护电路。

电池正常放电时，保护开关驱动电路的输出OD和OC端口的电压通常为VDD、5V或15V左右，OD和OC分别连接到MOSFET M1和M2的栅极(G)，此时M1和M2工作在线性区，M1和M2的漏极(D)和源极(S)等效为一个导通电阻，电阻值为R_ON。放电电流I_dsg从P-端流向B-端，P-端的电压较高，当检测到P-端与B-端的压差(I_dsg*R_ON)达到某一限定值时，OD电压从VDD变为B-，OC仍保持VDD电位，这样放电开关M1断开。类似地，电池正常充电时，M1、M2的栅极(G)为电池电压VDD。电流从B-端流向P-端，P-端的电压较低，当B-端与P-端的压差(I_chg*R_ON)达到某一限定值，OC电压从VDD变为B-，OD保持VDD电位，这样充电开关M2断开。

但是，MOSFET M1和M2的导通电阻和电池温度、电池电压相关。如果只通过检测B-端与P-端之间的压差来判断是否过流，误差将会达到±30％以上。

另外，在现有技术中，也存在检测MOSFET M1和M2的漏源电压V_DS来采样充放电电流的方案。

根据MOSFET的导通电阻采样充放电电流的基本原理如图20所示(以NMOS为例进行说明，对于PMOS，原理相同，在此不再赘述)。