[發明專利]保護電池用的開關嵌入式集成電路和方法

無效

• 申請號: 200910138003.0
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101872962A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 王欽輝;濮正林;韓穎杰
• 申請（專利權）人: 上海立隆微電子有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張榮義

技術領域

本發明涉及一種集成電路，具體地說，是一種保護電池用的開關嵌入式集成電路及方法。

背景技術

在使用電池的電源供應器(battery-based?power?supply)中，通常包括保護電路檢測電池，從而避免在電池的充放電期間出現不安全的狀況，例如，過充(over?charging)、過放(over?discharging)及過電流(over?current)狀況。圖1為傳統應用在可攜式電子裝置的電池封裝10，其包括電池12、MOS晶體管M1和M2以及保護電路14。MOS晶體管M1和M2各具有一基底二極管(body?diode)D1和D2，而且MOS晶體管M1和M2以背對背方式排列。保護電路14檢測電池12的電壓并據以控制MOS晶體管的開關，進而控制流進和流出電池封裝10的電流。電阻16和電流源18分別為負載和充電器，在充電操作下，由電流源18提供充電電流對電池12充電，在放電操作下，電池提供放電電流給電阻16。

在正常的充電或放電操作下，MOS晶體管M1和M2都打開(turn?on)，因此充電電流的路徑跟放電電流的路徑一樣都通過MOS晶體管M1和M2，由于MOS晶體管M1和M2上的壓降很小，因此基底二極管D1和D2都不導通。當保護電路14檢測到電池12發生充電事件時，MOS晶體管M1關閉(turn?off)而MOS晶體管M2打開，此時充電電流被基底二極管D1阻擋，只有放電電流可以通過。當保護電路14檢測到電池12發生放電事件時，MOS晶體管M1打開而MOS晶體管M2關閉，此時放電電流被基底二極管D2阻擋，只有充電電流可以通過。

然而，傳統的方法需要使用二個MOS晶體管M1和M2，這將使得成本和晶粒(die)的面積增加。此外，當放電電流或充電電流通過基底二極管D1或D2時，將造成過熱情況和功率損失。

因此已知的電池保護電路存在著上述種種不便和問題。

發明內容

本發明的目的，在于提出一種降低成本、減少晶粒面積、避免過熱和減少功率損失的保護電池用的開關嵌入式集成電路及方法。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種保護電池用的開關嵌入式集成電路，其特征在于包括：

一MOS晶體管，連接在所述開關嵌入式集成電路的第一接腳和第二接腳之間，設有一基底二極管，所述第一接腳供連接電池的一端，所述第二接腳供連接負載或充電器；

一第一開關，連接至所述基底二極管的陽極，受控將所述基底二極管的陽極連接至所述第一接腳或第二接腳；

一第二開關，連接至所述基底二極管的陰極，受控將所述基底二極管的陰極連接至所述第一接腳或第二接腳；

一控制邏輯電路，連接所述MOS晶體管、第一開關和第二開關，根據檢測信號控制所述MOS晶體管、第一開關和第二開關；

一檢測電路，連接所述控制邏輯電路、所述第一接腳以及所述開關嵌入式集成電路的第三接腳，監視所述第一接腳和第三接腳之間的電壓而決定所述檢測信號，所述第三接腳連接所述電池的另一端。

本發明的開關嵌入式集成電路還可以采用以下的技術措施來進一步實現。

前述的開關嵌入式集成電路，其中所述檢測電路在檢測到過充電事件時，觸發所述檢測信號使所述控制邏輯電路關閉所述MOS晶體管并切換所述第一和第二開關，因而使所述基底二極管阻擋充電電流并允許放電電流。

前述的開關嵌入式集成電路，其中所述基底二極管的陽極和陰極分別連接至所述第二接腳和所述第一接腳。

前述的開關嵌入式集成電路，其中更包括一比較器連接所述控制邏輯電路，比較所述第二接腳上的電壓和臨界值，在所述第二接腳上的電壓大于所述臨界值時，提供比較信號至所述控制邏輯電路以打開所述MOS晶體管。

前述的開關嵌入式集成電路，其中所述基底二極管的陽極和陰極分別連接至所述第一接腳和所述第二接腳。

前述的開關嵌入式集成電路，其中更包括一比較器連接所述控制邏輯電路，比較所述第二接腳上的電壓和臨界值，在所述第二接腳上的電壓低于所述臨界值時，提供比較信號至所述控制邏輯電路以打開所述MOS晶體管。

前述的開關嵌入式集成電路，其中所述檢測電路在檢測到過放電事件時，觸發所述檢測信號使所述控制邏輯電路關閉所述MOS晶體管并切換所述第一和第二開關，因而使所述基底二極管阻擋放電電流并允許充電電流。

前述的開關嵌入式集成電路，其中所述基底二極管的陽極和陰極分別連接至所述第一接腳和所述第二接腳。