电池保护芯片和电池管理系统的制作方法

本技术涉及电子，特别是一种电池保护芯片及电池管理系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，移动电子设备的应用越来越广泛，移动电子设备一般采用移动电池作为电源。现有的移动电池普遍采用可以进行充电的锂电池，因其可反复充电、放电，不用经常更换，现在也普遍应用于太阳能灯具的领域当中。但是锂电池在充放电的时候，容易出现充电电量不容易控制，过充时会导致正极材料结构变化容量损失，分解放氧与电解液剧烈氧化反应进而燃烧爆炸，过放时会导致锂电池性能下降，寿命降低。

2、因此，在锂电池的电池充放电电路中设置电池保护系统能够实现锂电池的过充电保护、过放电保护、过电流保护以及短路保护等功能。然而，目前的电池保护系统的系统集成度低，不仅增加了电池保护系统板面积，还增加了电池保护系统的成本。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本技术提供了一种电池保护芯片及电池管理系统。

3、本技术实施方式的电池保护芯片，用于电池管理系统，所述电池管理系统包括电池，所述电池通过所述电池保护芯片与负载端连接，所述电池保护芯片包括：

4、电压检测电路，连接所述电池，用于检测所述电池的电压；

5、电流检测电路，连接所述负载端，用于检测所述负载端的电流；

6、衬底切换电路，连接电流检测电路和所述电压检测电路，用于在所述电压属于第一阈值范围内且所述电流属于第二阈值范围内的情况下生成第一切换信号；

7、驱动电路，连接电流检测电路和所述电压检测电路，用于在所述电压属于第一阈值范围内且所述电流属于第二阈值范围内的情况下生成第一驱动信号；和

8、开关晶体管，连接所述衬底切换电路，所述开关晶体管的第一连接端连接所述电池，第二连接端连接所述负载端，控制端连接所述驱动电路，所述开关晶体管用于根据所述第一切换信号将所述负载端的电压作为衬底电压，并根据所述第一驱动信号导通所述第一连接端和所述第二连接端以使得所述电池与所述负载端连接。

9、在某些实施方式中，所述电压检测电路包括过放检测模块，所述第一阈值范围包括过放阈值范围；

10、所述衬底切换电路用于在所述过放检测模块检测的电压小于所述过放电压阈值范围的情况下，生成所述第一切换信号以控制所述开关晶体管以所述负载端的电压作为衬底电压；

11、所述驱动电路还用于在所述过放检测模块检测的电压小于所述过放电压阈值范围的情况下，生成第二驱动信号以控制所述开关晶体管断开所述电池与所述负载端的连接。

12、在某些实施方式中，所述电流检测电路包括放电过流检测模块，所述第二阈值范围包括放电过流阈值范围；

13、所述衬底切换电路用于在所述放电过流检测模块检测的电流小于所述放电过流阈值范围的情况下，生成所述第一切换信号以控制所述开关晶体管以所述负载端的电压作为衬底电压；

14、所述驱动电路还用于在所述放电过流检测模块检测的电流小于所述放电过流阈值范围的情况下，生成第二驱动信号以控制所述开关晶体管断开所述电池与所述负载端的连接。

15、在某些实施方式中，所述电压检测电路包括过充检测模块，所述第一阈值范围包括过充电压阈值范围；

16、所述衬底切换电路用于在所述过充电压检测模块检测的电压大于所述过充电压阈值范围的情况下，生成第二切换信号以控制所述开关晶体管以所述电池的电压作为衬底电压；

17、所述驱动电路还用于在所述过充电压检测模块检测的电压大于所述过充电压阈值范围的情况下，生成第二驱动信号以控制所述开关晶体管断开所述电池与所述负载端的连接。

18、在某些实施方式中，所述电流检测电路包括充电过流检测模块，所述第二阈值范围包括充电过流阈值范围；

19、所述衬底切换电路用于在所述充电过流检测模块检测的电流大于所述充电过流阈值范围的情况下，生成所述第二切换信号以控制所述开关晶体管以所述电池的电压作为衬底电压；

20、所述驱动电路还用于在所述充电过流检测模块检测的电流大于所述充电过流阈值范围的情况下，生成第二驱动信号以控制所述开关晶体管断开所述电池与所述负载端的连接。

21、在某些实施方式中，所述衬底切换电路包括处理模块、电平移位模块和切换模块；

22、所述处理模块连接所述过放检测模块、所述过充检测模块、所述放电过流检测模块、所述充电过流检测模块和所述电平移位模块，用于根据所述过放检测模块检测的电压、所述过充检测模块检测的电压、所述放电过流检测模块检测的电流和所述充电过流检测模块的电流生成第一电平信号/第二电平信号；

23、所述电平移位模块连接所述切换模块，用于根据所述第一电平信号生成第一切换信号，或根据所述第二电平信号生成第二切换信号；

24、所述切换模块连接所述开关晶体管，用于根据所述第一切换信号控制所述开关晶体管的衬底接入所述负载端，或根据所述第二切换信号控制所述开关晶体管的衬底接入所述电池。

25、在某些实施方式中，所述处理模块：

26、第一或非门单元，连接所述过放检测模块和所述放电过流检测模块；

27、第二或非门单元，连接所述过充检测模块和所述充电过流检测模块；

28、第一与非门单元，连接所述第一或非门单元和所述第二或非门单元；

29、第二与非门单元，连接所述第一与非门单元和所述第一或非门单元和所述电平移位模块。

30、在某些实施方式中，所述电平移位模块包括：

31、第一pmos管，所述第一pmos管的第一连接端连接电源端，控制端连接所述处理模块；

32、第一nmos管，所述第一nmos管的第一连接端连接所述第一pmos管的第二连接端，第二连接端连接接地端，控制端连接所述处理模块；

33、第二pmos管，所述第二pmos管的第一连接端连接供电端；

34、第二nmos管，所述第二nmos管的第一连接端连接所述第二pmos管的第二连接端，第二连接端接地，控制端连接所述处理模块；

35、第三pmos管，所述第三pmos管的第一连接端连接供电端，第二连接端连接所述第二pmos管的控制端，控制端连接所述第二pmos管的第二连接端；

36、第三nmos管，所述第三nmos管的第一连接端连接所述第三pmos管的第二连接端，第二连接端连接接地端，控制端连接所述第一pmos管的第二连接端；

37、第四pmos管，所述第四pmos管的第一连接端连接供电端，第二连接端连接所述切换模块，控制端连接所述第三pmos管的第二连接端；

38、第四nmos管，所述第四nmos管的第一连接端连接所述第四pmos管的第二连接端，第二连接端连接接地端，控制端连接所述第三pmos管的第二连接端。

39、在某些实施方式中，所述切换模块包括：

40、第五nmos管，第一连接端连接所述开关晶体管，第二连接端连接所述负载端，控制端连接所述第三pmos管的第二连接端；

41、第六nmos管，第一连接端连接所述开关晶体管，第二连接端连接所述电池，控制端连接所述第四pmos管的第二连接端。

42、在某些实施方式中，所述电池保护芯片还包括：

43、供电模块，所述供电模块连接所述衬底切换电路和所述驱动电路，用于向所述衬底切换电路和所述驱动电路提供供电。

44、本技术的电池管理系统，包括电池和上述任一项所述的电池保护芯片，所述电池通过所述电池保护芯片与负载端连接。

45、在某些实施方式中，所述电池管理系统还包括：

46、分压电阻，所述分压电阻的第一端连接所述电池的正极，第二端连接所述电池保护芯片；

47、供电电容，所述供电电容的一端连接所述分压电阻的第二端和所述电池保护芯片，另一端连接接地端。

48、本技术的电池保护芯片可以根据电压检测电路和电流检测电路进行电压和电流检测，在电池处于电压过充、电压过放、放电过流和放电过充中任意一种状态的情况下，衬底切换电路可以切换开关晶体管的衬底，驱动电路可以控制开关晶体管断开电池与负载端的连接，阻止电池过充或过放，保护了电池，如此，只需要设置一个开关晶体管，且开关晶体管集成在电池保护芯片中，提高了电池管理系统的系统集成度，减少了系统板面积，降低了电池管理系统的成本。

49、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。