一种锂电池保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别涉及一种锂电池保护电路。
【背景技术】
[0002]现有锂电池保护电路如图1所示，锂电池保护芯片内部包含控制模块、检测模块两部分，检测模块将锂电池电压VDD、与过充检测电压、过放检测电压相比较，将VM端电压与过流检测电压、短路检测电压、充电检测电压相比较，得到比较信号。控制模块处理比较信号，判断锂电池所处于的工作状态，并按实际情况切断充电或放电开关以保护锂电池。
[0003]现有锂电池保护芯片的外围元件太多，集成度太低，成本太高。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种锂电池保护电路，旨在解决现有的锂电池保护电路外围元器件较多、成本较高的问题。
[0005]本发明实施例提供了一种锂电池保护电路，包括电池和锂电池保护芯片，所述电池与所述锂电池保护芯片连接，所述锂电池保护芯片包括偏置与基准电路和控制子模块，所述偏置与基准电路生成偏置电压和基准电压，所述控制子模块根据所述电池的电压、所述偏置电压和所述基准电压生成过充电控制信号和过放电控制信号；所述锂电池保护芯片还包括衬底切换电路、栅极控制电路和场效应管；
[0006]所述控制子模块的第一输出端与所述衬底切换电路的输入端连接，所述控制子模块的第二输出端与所述栅极控制电路的第一输入端连接，所述控制子模块的第三输出端与所述栅极控制电路的第二输入端连接，所述衬底切换电路的输出端与所述场效应管的衬底连接，所述栅极控制电路的输出端与所述场效应管的栅极连接，所述控制子模块的第一输入端与所述场效应管的源极连接；
[0007]所述衬底切换电路根据所述过充电控制信号或所述过放电控制信号生成衬底切换信号，所述栅极控制电路根据所述过充电控制信号和所述过放电控制信号生成栅极控制信号，所述场效应管根据所述衬底切换信号和所述栅极控制信号控制锂电池充放电回路的开启或关闭。
[0008]本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
[0009]从上述本发明实施例可知，由于包括电池和锂电池保护芯片，电池与锂电池保护芯片连接，锂电池保护芯片包括偏置与基准电路和控制子模块，偏置与基准电路生成偏置电压和基准电压，控制子模块根据电池的电压、偏置电压和基准电压生成过充电控制信号和过放电控制信号；锂电池保护芯片还包括衬底切换电路、栅极控制电路和场效应管；衬底切换电路根据过充电控制信号或过放电控制信号生成衬底切换信号，栅极控制电路根据过充电控制信号和过放电控制信号生成栅极控制信号，场效应管根据衬底切换信号和栅极控制信号控制锂电池充放电回路的开启或关闭，因此，提高了锂电池保护芯片的集成度，降低了锂电池保护电路的成本。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为现有技术一种锂电池保护电路的结构示意图；
[0012]图2为本发明一种锂电池保护电路的结构示意图；
[0013]图3为本发明一种锂电池保护电路衬底切换电路的一种电路原理图；
[0014]图4为本发明一种锂电池保护电路栅极控制电路的一种电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0016]本发明一种锂电池保护电路的结构示意图，参见图2，包括电池02和锂电池保护芯片01，电池02与锂电池保护芯片01连接，锂电池保护芯片01包括偏置与基准电路011和控制子模块012，偏置与基准电路011生成偏置电压和基准电压，控制子模块012根据电池的电压、偏置电压和基准电压生成过充电控制信号和过放电控制信号；锂电池保护芯片还包括衬底切换电路013、栅极控制电路014和场效应管Ml ；
[0017]控制子模块012的第一输出端与衬底切换电路013的输入端连接，控制子模块012的第二输出端与栅极控制电路014的第一输入端连接，控制子模块012的第三输出端与栅极控制电路014的第二输入端连接，衬底切换电路013的输出端与场效应管Ml的衬底连接，栅极控制电路014的输出端与场效应管Ml的栅极连接，控制子模块012的第一输入端与场效应管Ml的源极连接；
[0018]衬底切换电路013根据过充电控制信号或过放电控制信号生成衬底切换信号，栅极控制电路014根据过充电控制信号和过放电控制信号生成栅极控制信号，场效应管Ml根据衬底切换信号和栅极控制信号控制锂电池充放电回路的开启或关闭。
[0019]具体实施中，控制子模块012可以包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容Cl、多路开关121、过放保护电路122、过充保护电路123、延时电路124、系统休眠电路125、过流保护电路126、过充保护电路127以及逻辑电路128 ;第一电阻Rl的第一端为控制子模块012的第二输入端，第一电阻Rl的第二端与第二电源、第一电容Cl的第一端以及第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端和多路开关121的第一输入端连接，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端和多路开关121的第二输入端连接，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端和多路开关121的第三输入端连接，第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端和多路开关121的第四输入端连接，第七电阻R7的第二端与第一电容Cl的第二端共接于电源地，多路开关121的第一输出端与过放保护电路122的输入端连接，多路开关121的第二输出端与过充保护电路123的输入端连接，过流保护电路126的输出端与延时电路124的第三输入端连接，短路保护电路127的输出端与延时电路124的第四输入端连接，第二电阻R2的第一端与过流保护电路126的输入端和短路保护电路127的输入端连接，第二电阻R2的第二端为控制子模块012的第一输入端，延时电路124的输出端与逻辑电路128的输入端连接，延时电路124的输出端与系统休眠电路125的输入端连接，逻辑电路128的第一输出端为控制子模块012的第一输出端，逻辑电路128的第二输出端为控制子模块012的第二输出端，逻辑电路128的第三输出端为控制子模块012的第三输出端。
[0020]如图3所不，衬底切换电路包括第一电平转换电路、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3以及第四场效应管Q4。
[0021]第一电平转换电路的输入端为衬底切换电路013的输入端，第一电平转换电路的第一输出端与第一场效应管Ql的栅极连接，第一电平转换电路的第二输出端与第二场效应管Q2的栅极连接，第一电平转换电路的第三输出端与第三场效应管Q3的栅极连接，第一电平转换电路的第四输出端与第四场效应管Q4的栅极连接，第一场效应管Ql源极与电源地连接，第一场效应管Ql的漏极与第二场效应管Q2的源极连接，第二场效应管Q2的漏极和第三场效应管Q3的源极为衬底切换电路的输出端，第三场效应管Q3的漏极与第四场效应管Q4的源极连接，第四场效应管Q4的漏极为衬底切换电路013的第二输入端。
[0022]具体实施中，可以假设锂电池保护电路的外部电路负端电压为B-，电池电压为VDD，衬底切换电路的第二输入端与外部电路负端电压B-连接，第一电平转换电路的第一输出端的电压域为O到VDD，第一电平转换电路的第二输出端的电压域为B-到VDD，第一电平转换电路的第三输出端的电压域为O到VDD，第一电平转换电路的第四输出端的电压域为B-到VDD。
[0023]当衬底切换电路的输入端与过充电控制信号OC连接时，第一电平转换电路的第一输出端的电压、第一电平转换电路的第二输出端的电压与原电路的过充电控制信号OC信号同相，第一电平转换电路的第三输出端的电压、第一电平转换电路的第四输出端的电压与原电路的过充电控制信号OC信号反相。当过充电控制信号OC为O时，系统过冲，衬底切换电路的输出端电位连接到B-端，当过充电控制信号OC为I时，系统不过充，衬底切换电路的输出端电位连接到接地端。
[0024]当衬底切换电路的输入端与过放电控制信号OD连接时，第一电平转换电路的第一输出端的电压、第一电平转换电路的第二输出端的电压与原电路的过放电控制信号