[實用新型]多個電芯單元串聯(lián)的電壓檢測電路及電池保護系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320300477.2
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN203299255U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 尹航;王釗
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;H02H7/18
• 代理公司: 無錫互維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32236
• 代理人: 戴薇

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實用新型涉及一種電源管理電路，特別涉及一種多個電芯單元串聯(lián)的電壓檢測電路及電池保護系統(tǒng)。?

【背景技術(shù)】

鋰離子電池由于具有能量高、電池電壓高、工作穩(wěn)定范圍寬、貯存壽命長等優(yōu)點，已廣泛應用于軍事和民用小型電器中，如移動電話、便攜式計算機、攝像機、照相機等，部分代替了傳統(tǒng)電池。但是因其物理特性，在使用過程中，鋰電池對充電電流、放電電流、電壓及溫度要求很嚴格，一旦超過將在安全上和壽命上產(chǎn)生嚴重后果。因此，鋰離子電池在充放電工作過程中，需要對其過充電電壓、過放電電壓、充電限制電流以及放電限制電流等關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)測和控制，以防止電池過度損耗同時保證使用中的安全。?

對于多節(jié)串聯(lián)的鋰電池（或者電芯單元）組，與其匹配的電池保護電路需要檢測每個電芯單元的電壓狀態(tài)，以判定是否有電芯單元出現(xiàn)充電過壓狀態(tài)或者放電欠壓狀態(tài)。?

請參考圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中的多節(jié)電芯單元串聯(lián)的電池保護系統(tǒng)的示意圖。所述電池保護系統(tǒng)包括電池組110、電壓檢測電路120、控制電路130和開關(guān)組合電路140。?

所述電池組110包括多個依次串聯(lián)的電芯單元B1、B2、Bn-1和Bn，最上級電芯單元Bn的正極與電池正極連接端P+相連，最下級電芯單元B1的負極通過所述開關(guān)組合電路140連接于電池負極連接端P-。?

所述電壓檢測電路120包括電壓檢測模塊122和比較模塊124。所述電壓檢測模塊122包括多個電壓檢測單元，分別為電壓檢測單元1、電壓檢測單元2、……、電壓檢測單元n-1和電壓檢測單元n，其中，每個電壓檢測單元對應一個電芯單元以檢測對應的電芯單元的電壓。當所述電池保護系統(tǒng)處于充電狀態(tài)（即充電器正接于所述電池正極連接端P+和電池負極連接端P-之間，對電池組110充電）時，所述比較模塊124將各個電壓檢測單元檢測到的n節(jié)電芯單元的電壓與預先設定的高壓保護閾值進行比較，以判定所述電池組110是否處?于充電過壓狀態(tài)。具體為，當所述電池保護系統(tǒng)處于充電狀態(tài)時，若檢測到的所有電芯單元的電壓都小于所述高壓保護閾值時所述比較模塊124輸出正常充電電壓信號；若至少一個電芯單元的電壓大于所述高壓保護壓閾值時，所述比較模塊124輸出異常充電信號（即充電過壓保護信號）。當所述電池保護系統(tǒng)處于放電狀態(tài)（即負載連接于所述電池正極連接端P+和電池負極連接端P-之間，電池組110對負載供電）時，所述比較模塊124將各個電壓檢測單元檢測到的n節(jié)電芯單元的電壓與預先設定的低壓保護閾值進行比較，以判定所述電池組110是否處于放電欠壓狀態(tài)。具體為，當所述電池保護系統(tǒng)處于放電狀態(tài)時，若檢測到的所有電芯單元的電壓都大于所述欠壓保護閾值，所述比較模塊124輸出正常放電電壓信號；若至少一個電芯單元的電壓小于所述欠壓保護閾值，所述比較模塊124輸出異常放電電壓信號（即放電欠壓保護信號）。?

所述開關(guān)組合電路140包括NMOS晶體管MN1和MN2，所述NMOS晶體管MN1的源極與電芯單元B1的負極相連，所述NMOS晶體管MN1的漏極和NMOS晶體管MN2的漏極相連，所述NMOS晶體管MN2的源極與所述電池負極連接端P-相連，所述NMOS晶體管MN1的柵極為放電控制端DO，所述NMOS晶體管MN2的柵極為充電控制端CO。?

所述控制電路130根據(jù)所述比較模塊124輸出的信號輸出放電控制信號給所述放電控制端DO，輸出充電控制信號給所述充電控制端CO。當所述比較模塊124輸出異常充電信號時，所述控制電路130控制NMOS晶體管MN2截止且NMOS晶體管MN1導通，即關(guān)斷充電回路；當所述比較模塊124輸出異常放電信號時，所述控制電路130控制NMOS晶體管MN2導通且NMOS晶體管MN1截止，即關(guān)斷放電回路。?

由于圖1中的每個電芯單元對應一個獨立的電壓檢測單元，多個電壓檢測各自的偏差(offset)會造成每個電芯保護電壓閾值（比如，高壓閾值和低壓閾值）匹配性降低，離散性變大。此外，圖1中需要多個電壓檢測單元，需要的器件也較多，占用面積較大。?

因此，有必要提供一種改進的技術(shù)方案來克服上述問題。?

【實用新型內(nèi)容】

本實用新型的目的在于提供一種多個電芯單元串聯(lián)的電壓檢測電路及電池?保護系統(tǒng)，不僅可以對多個電芯單元的電壓進行檢測，以判定是否有電芯單元處于充電過壓狀態(tài)或者放電欠壓狀態(tài)，而且還可以提高該電池檢測電路中的保護電壓閾值的匹配性。?