集成电池反接保护功能的电池充电系统的制作方法

本实用新型涉及电池充电技术领域，特别涉及一种带电池反接保护功能的电池充电系统。

背景技术：

随着便携式电子设备越来越多的使用可充电电池供电，有些电池是活动的可拆卸和可更换的，为了防止使用者拆卸后重新装上去时将电池反接而烧坏设备，这些充电设备就必须要加入电池反接保护电路。

传统的带电池反接保护功能的电池充电系统(参照图3)，需要在充电的电流通道加入一个保护用的开关nmos管mn0以及控制保护nmos管mn0的电阻r1、r2和稳压管d1，当电池正确接入的时候，nmos管mn0的栅极为正电压，源极为0电压，mn0导通，充电系统可以正常充电，稳压管d1可以避免mn0的栅极超过其最大额定电压而损坏；如果电池反接，nmos管mn0的源极为正电压，栅极与源极之间的电压为负，mn0不导通，充电通路关断，以达到反接保护的作用。

由于该传统的充电保护系统的充电通路里有开关nmos管mn0将会导致一些缺点：第一、mn0会导致功耗很大，发热很大；第二、通常为了尽量降低nmos管mn0的功耗，nmos管mn0面积都很大，成本很高，不利于集成；第三、nmos管mn0的压降会导致电池电压充不饱，降低了电池的利用率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种集成电池反接保护功能的电池充电系统。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种集成电池反接保护功能的电池充电系统，包括充电单元、反接检测电路、开关单元、供电单元；所述供电单元用于给反接检测电路、开关单元供电；所述反接检测电路的输出端的反接检测信号对应与开关单元输入端连接；所述反接检测电路的输入端与充电单元的输出端连接，用于检测充电单元充电时是否接反；当反接检测电路检测充电单元充电时接反时，反接检测电路控制开关单元关闭，保护充电单元不受损坏。

较佳地，所述开关单元包括恒流恒压控制电路、pmos晶体管mp0、电压选择电路；所述恒流恒压控制电路输入端对应与所述的反接检测电路输出端连接，输出端对应与pmos晶体管mp0的栅极连接；所述pmos晶体管mp0的源极对应与供电单元输入端连接，pmos晶体管mp0的漏极对应与充电单元正极连接；所述电压选择电路的一输入端与供电单元输入端连接，另一输入端对应与充电单元正极连接，输出端接pmos晶体管mp0的衬底。

较佳地，所述反接检测电路包括第一开关电路、与第一开关电路对应端连接的第二开关电路、与第二开关电路对应端连接的静电保护电路。

较佳地，所述第一开关电路包括第一pmos晶体管mp1、第二pmos晶体管mp2；所述第一pmos晶体管mp1与第二pmos晶体管mp2的栅极对应与偏置电压vbias连接；所述第一pmos晶体管mp1与第二pmos晶体管mp2的源极对应与输入单元vin连接。

较佳地，所述第二开关电路包括第一nmos晶体管mn1、第二nmos晶体管mn2；所述第一nmos晶体管mn1的栅极与漏极连接，同时与第二nmos晶体管mn2的栅极和第一pmos晶体管mp1的漏极连接，第一nmos晶体管mn1的源极和衬底接地；所述第二nmos晶体管mn2的漏极与第二pmos晶体管mp2的漏极连接作为所述的反接检测电路的反接检测信号输出；第二nmos晶体管mn2的衬底接地。

较佳地，所述静电保护电路包括第三nmos晶体管mn3、第一二极管d1、置于第二nmos晶体管mn2的衬底与源极之间的寄生二极管d2、置于第三nmos晶体管mn3的衬底与源极之间的寄生二极管d3、电阻r1；所述电阻r1的一端与第二nmos晶体管mn2的源极连接，电阻r1的另一端接电池正极bat+；所述第一二极管d1的正极接充电单元的正极，负极接第三nmos晶体管mn3的漏极，第三nmos晶体管mn3的栅极和源极接地。

较佳地，所述第一pmos晶体管mp1和第二pmos晶体管mp2由电流源替代；所述第一nmos晶体管mn1与第二nmos晶体管mn2由双极型npn晶体管替代。

较佳地，所述供电单元为输入电源。

较佳地，所述充电单元为可充电电池。

采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：本实用新型系统无需在充电通路串联通路控制开关mos管，不存在mos管压降导致电池充不满电的问题，也不存在额外消耗功耗问题，不需要大面积小内阻的控制开关mos管，可以很方便的集成在单片集成电路内部，较大程度降低系统成本，可以解决现有电充充电系统的反接保护电路所面临的诸多弊端。

附图说明

图1为本实用新型模块示意图；

图2为本实用新型反接检测电路原理图。

图3为传统的带电池反接保护功能的电池充电系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步说明。

参照图1至图2，本实用新型提供一种集成电池反接保护功能的电池充电系统，包括充电单元4、反接检测电路1、开关单元2、供电单元3；所述供电单元3用于给反接检测电路1、开关单元供电2；所述反接检测电路2的输出端的反接检测信号对应与开关单元2输入端连接；所述反接检测电路2的输入端与充电单元4的输出端连接，用于检测充电单元4充电时是否接反；当反接检测电路1检测充电单元4充电时接反时，反接检测电路1控制开关单元2关闭，保护充电单元不受损坏。

所述开关单元2包括恒流恒压控制电路201、pmos晶体管mp0、电压选择电路203；所述恒流恒压控制电路201输入端对应与所述的反接检测电路1输出端连接，输出端对应与pmos晶体管mp0的栅极连接；所述pmos晶体管mp0的源极对应与供电单元3输入端连接，pmos晶体管mp0的漏极对应与充电单元4正极连接；所述电压选择电203路的一输入端与供电单元3输入端连接，另一输入端对应与充电单元4正极连接，输出端接pmos晶体管mp0的衬底。

所述反接检测电路1包括第一开关电路101、与第一开关电路101对应端连接的第二开关电路102、与第二开关电路102对应端连接的静电保护电路103。

所述第一开关电路101包括第一pmos晶体管mp1、第二pmos晶体管mp2；所述第一pmos晶体管mp1与第二pmos晶体管mp2的栅极对应与偏置电压vbias连接；所述第一pmos晶体管mp1与第二pmos晶体管mp2的源极对应与输入单元vin连接。

所述第二开关电路102包括第一nmos晶体管mn1、第二nmos晶体管mn2；所述第一nmos晶体管mn1的栅极与漏极连接，同时与第二nmos晶体管mn2的栅极和第一pmos晶体管mp1的漏极连接，第一nmos晶体管mn1的源极和衬底接地；所述第二nmos晶体管mn2的漏极与第二pmos晶体管mp2的漏极连接作为所述的反接检测电路的反接检测信号输出；第二nmos晶体管mn2的衬底接地。

所述静电保护电路103包括第三nmos晶体管mn3、第一二极管d1、置于第二nmos晶体管mn2的衬底与源极之间的寄生二极管d2、置于第三nmos晶体管mn3的衬底与源极之间的寄生二极管d3、电阻r1；所述电阻r1的一端与第二nmos晶体管mn2的源极连接，电阻r1的另一端接电池正极bat+；所述第一二极管d1的正极接充电单元的正极，负极接第三nmos晶体管mn3的漏极，第三nmos晶体管mn3的栅极和源极接地。

所述电池反接时，那么电池bat+电压小于0，忽略r1电阻的压降后，第二nmos晶体管mn2的栅源电压大于第一nmos晶体管mn1的栅源电压，第二nmos晶体管mn2下拉电流能力大于第二pmos晶体管mp2上拉电流能力，使得反接检测输出信号为低，关闭充电系统，关闭充电功率管mp0，此时电池除了经过寄生二极管d2和电阻r1通路有较小的电流外，其它通路没有电流，整个充电电路和电池都不会烧坏。

所述第一pmos晶体管mp1和第二pmos晶体管mp2由电流源替代；所述第一nmos晶体管mn1与第二nmos晶体管mn2由双极型npn晶体管替代。

所述供电单元3为输入电源。

所述充电单元4为可充电电池。

本实用新型工作原理如下：

若电池正确接入系统，电池反接检测电路1输出的电池反接检测信号无效，恒流恒压控制电路201正常工作，充电功率管mp0在恒流恒压控制电路201作用下对电池正常充电；若电池极性接反，电池反接检测电路1检测到反接后，输出的电池反接检测信号有效，使得恒流恒压控制电路201关闭，进而控制充电功率管mp0关闭而不充电，保护充电系统和电池不受损坏。衬底电压选择电路203用于自动选择输入电源vin和电池电压二者之中较大的电压到充电功率管mp0的衬底，以避免mp0的漏极和源极与衬底之间的寄生二极管导通。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。