电池保护电路及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池保护技术领域，尤其涉及一种电池保护电路及系统。
【背景技术】
[0002]随着锂电池越来越广泛应用于消费电子领域，它的安全性也愈发重要。锂电池保护电路可以对锂电池进行过充电保护、过放电保护、放电过流保护和短路保护等。图1为现有技术的一种电池保护电路的电路图，包含检测电路和外围功率管等电路。在锂电池正常电压范围内，功率管MOl和M02均导通，无论P+P-之间接入充电器还是负载，锂电池均可正常充放电。当锂电池电压高于过充电保护阈值Voc时，MOl关断(M02仍导通)，这样切断了充电环路。当锂电池电压低于过放电保护阈值Vod时，M02关断(M01仍导通)，这样切断了放电环路。
[0003]当锂电池电压处于过充电保护状态时，一旦P+P-之间接入负载，环路中会存在放电电流。此时，放电电流流过功率管MOl的寄生二极管D1。一般而言，二极管的导通压降在0.6V左右。这样，功率管Ml的功耗为0.6X放电电流。同理，当锂电池电压处于过放电保护状态时，一旦P+P-之间接入充电器，环路中会存在充电电流。此时，充电电流流过功率管M02的寄生二极管D2。这样，功率管M02的功耗为0.6 X充电电流。
[0004]可见，在这两种状态下分别加负载和充电器时，相应的功率管的功耗比较大，放电电流相对更大，不能适用于大电流应用场合。并且，检测电路外部有两个功率管开关，成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明基于该锂电池保护电路，设计一种具有单功率管低功耗新型保护电路，可以实现更小的导通电阻，应用在大电流负载的场合。而且该单功率管可以被集成，这样降低了外围器件的成本。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种电池保护电路，该电池保护电路包括:功率管、电池和检测电路；
[0007]所述检测电路包括:电源端VDD、驱动端VDRV、公共端GND和充/放电过流检测端VM ；
[0008]所述电源端VDD与所述电池的正极相连接，通过第一充放电端口 P+充电或放电；所述电池的负极与所述公共端GND相连接，并且与所述功率管的漏极相连接；所述功率管的栅极与所述驱动端VDRV相连接；所述功率管的体端BULK通过第一开关电路与所述功率管的漏极相连接，以及通过第二开关电路与所述功率管的源极相连接；所述功率管的源极和充/放电过流检测端VM均连接第二充放电端口 P-；
[0009]优选地，当所述第二充放电端口 P-的电压大于所述公共端GND的电压时，所述第一开关Kl导通，所述第二开关K2断开，所述功率管的体端BULK和所述公共端GND连接；当所述第二充放电端口 P-的电压值小于所述公共端GND的电压值时，所述第一开关Kl断开，所述第二开关K2导通，所述功率管的体端BULK和第二充放电端口 P-连接。
[0010]优选地，当所述电池处于过充/放电状态，并且不接入负载/充电器时，所述驱动端VDRV连接到所述公共端GND，所述驱动端VDRV为低电平，所述功率管截止。
[0011]优选地，所述检测电路包括:第一调节电路和第二调节电路。
[0012]当所述电池处于过放电状态，所述第一充放电端口 P+和所述第二充放电端口P-之间接入充电器时，所述功率管的体端BULK连接到所述第二充放电端口 P-;所述第一调节电路调节所述驱动端VDRV电压升高，使所述驱动端VDRV电压与所述第二充放电端口P-之间的压差大于所述功率管的开启电压，所述功率管发生开启并工作在可变电阻区；同时调节所述第二充放电端口 P-，使所述第二充放电端口 P-端电压大于二极管压降-0.6V且小于等于OV ;
[0013]当所述电池处于过充电状态，所述第一充放电端口 P+和所述第二充放电端口P-之间接入负载时，所述功率管的体端BULK连接到所述公共端GND;所述第二调节电路，调节所述驱动端VDRV电压升高，使所述驱动端VDRV电压大于所述功率管的开启电压，所述功率管发生开启并工作在可变电阻区；同时调节所述第二充放电端口 P-，使所述第二充放电端口 P-端电压小于二极管压降0.6V且大于等于0V。
[0014]优选地，所述第一调节电路包括:第一场效应管M1、第二场效应管M2和第三场效应管M3。
[0015]所述驱动端VDRV与所述第二场效应管M2的漏极相连接；所述电源端VDD与所述第二场效应管M2的源极相连接；所述第二场效应管M2的栅极与所述第一场效应管Ml的漏极相连接，并且与所述电源端VDD相连接；所述第一场效应管Ml的源极与所述第二充放电端口 P-相连接；所述第一场效应管Ml的栅极与所述第三场效应管M3的漏极相连接，并且与所述电源端VDD相连接；所述第三场效应管M3的栅极与所述电源端VDD相连接；所述第三场效应管M3的源极与所述公共端GND相连接。
[0016]优选地，所述第一调节电路还包括:第三开关K3、第四开关K4、第一电流源I1、第二电流源12和第三电流源13。
[0017]所述公共端GND和所述驱动端VDRV通过串联的所述第三开关K3和所述第一电流源Il相连接；所述驱动端VDRV和所述电源端VDD通过串联的所述第四开关K4和所述第二电流源12相连接；所述第三场效应管M3的栅极和所述电源端VDD通过所述第三电流源13相连接。
[0018]优选地，所述第一调节电路还包括:第一电阻Rl和第二电阻R2。
[0019]所述电源端VDD和所述第三功率管M3的栅极通过所述第一电阻Rl相连接；所述第三场效应管M3的漏极和所述电源端VDD通过所述第二电阻R2相连接。
[0020]优选地，所述第二调节电路还包括:第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第七场效应管M7和第八场效应管M8。
[0021 ] 所述第八场效应管M8的漏极与所述驱动端VDRV相连接；所述第八场效应管M8的源极与所述电源端VDD相连接；所述第八场效应管M8的栅极与所述第七场效应管M7的栅极和漏极相连接，并且与所述第五场效应管M5的漏极相连接；所述第七场效应管M7的源极与所述电源端VDD相连接；所述第五场效应管M5的源极与所述公共端GND相连接；所述第五场效应管M5的栅极与所述第六场效应管M6的栅极和漏极相连接，并且与所述电源端VDD相连接；所述第六场效应管M6的源极与所述公共端GND相连接；所述第四场效应管M4的栅极与所述电源端VDD相连接；所述第四场效应管M4的源极与所述第二充放电端口 P-相连接；所述第四场效应管M4的漏极与所述驱动端VDRV相连接。
[0022]优选地，所述第二调节电路还包括:第五开关K5、第六开关K6、第四电流源14和第五电流源15。
[0023]所述第四场效应管M4的漏极和所述驱动端VDRV通过所述第五开关K5相连接；所述驱动端VDRV和所述电源端VDD通过串联的所述第六开关K6和所述第四电流源14相连接；所述第四场效应管的栅极和所述电源端VDD通过所述第五电流源15相连接。
[0024]优选地，所述第二调节电路还包括:第三电阻R3。
[0025]所述电源端VDD和所述第六场效应管M6的漏极通过所述第三电阻R3相连接。
[0026]优选地，所述功率管和所述控制电路集成设置为一块芯片。
[0027]本发明还提供了一种电池保护系统，该系统包括本发明实施例所述的电池保护电路。
[0028]本发明实施例提供的电池保护电路及系统，当电池电压处于过充电状态时，第一充放电端口 P+和第二充放电端口 P-之间接入负载，功率管发生开启并工作在可变电阻区，同时第二充放电端口 P-端的电压被调节至0.1V且大于等于0V。当电池电压处于过放电状态时，第一充放电端口 P+和第二充放电端口 P-之间接入充电器，功率管发生开启并工作在可变电阻区，同时第二充放电端口 P-端的电压被调节至-0.1V且小于等于0V。有效的降低了功率管的功耗，并且功率管和检测电路可以被集成，形成全集成锂电池保护芯片，减小了PCB面积，极大