[實用新型]用于電池保護的芯片級聯結構

有效

• 申請號: 201320761861.2
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN203589709U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 尹航;王釗
• 申請（專利權）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及微電子領域中的集成電路單元設計技術領域，特別是用于電池保護的芯片級聯結構。

背景技術

鋰電池作為新型能源已經廣泛應用于各個領域中。在鋰電池的充放電過程中，要求針對充電過電壓、放電欠電壓、過流等情況均能夠有效進行保護，避免電池損壞。

圖1為本實用新型現有技術中一種多串聯電芯鋰電池的保護電路的一個實例。在圖1中，采用兩顆相同的芯片MM3474串聯來實現對具有10電芯的鋰電池進行電池保護。下方芯片通過充電控制輸出管腳OV和放電控制輸出管腳DCHG分別控制充電控制場效應晶體管（Charge?control?Field?effect?transistor）和放電控制場效應晶體管（Discharge?control?Field?effect?transistor）的導通或截止，從而允許或不允許所述外部電路單元對所述電池進行充、放電。并且采用充電檢測管腳V-來檢測電壓以確定是否連接充電器，采用過電流檢測管腳CS檢測電池負載狀態，判定是否發生過流。因為在電芯串聯的電池結構中，只需要一個保護芯片對電池負載狀態以及是否連接充電進行檢測，因此上方串聯芯片中存在的V-管腳和CS管腳成為冗余管腳，在現有技術中，通常將除直接與充電控制場效應晶體管和放電控制場效應晶體管連接的芯片之外的其他芯片中的V-管腳和CS管腳在電路板上直接通過走線接地，額外增加了電路單元板走線，造成了占板面積和成本的浪費。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種用于電池保護的芯片級聯結構，通過將除直接與充電控制場效應晶體管和放電控制場效應晶體管連接的保護芯片之外的其他級聯的保護芯片中負載電流檢測電路單元的輸入和充電狀態檢測電路單元的輸入直接在芯片封裝時，通過封裝引線與封裝管殼的接地管腳相連接，從而可以在封裝管殼上去除冗余的V-和CS管腳，可以使封裝管殼的尺寸進一步縮小，同時也避免了芯片外部的接地走線，從而節省了芯片的占板面積，也節約了成本。

在第一方面，本實用新型實施例提供了一種用于電池保護的芯片級聯結構，包括：

第一芯片，包括：第一管芯和第一封裝管殼；所述第一管芯包括負載電流檢測電路單元和充電狀態檢測電路單元；所述負載電流檢測電路單元的輸入與所述第一封裝管殼的電流檢測管腳通過封裝引線相連接；所述充電狀態檢測電路單元的輸入與所述第一封裝管殼的充電檢測管腳通過封裝引線相連接；

至少一個第二芯片，所述第二芯片包括：第一管芯和第二封裝管殼；所述負載電流檢測電路單元的輸入和所述充電狀態檢測電路單元的輸入，通過封裝引線與所述第二封裝管殼的接地管腳相連接；

所述第一芯片和至少一個第二芯片串聯連接，分別對電池的串聯電芯的電壓進行檢測；所述第一芯片對所述電池的輸出電流進行檢測。

優選的，所述第一管芯還包括：

電壓采樣電路單元，所述電壓采樣電路單元的輸入端與所述第一或第二封裝管殼的電壓檢測管腳相連接，用于對所述串聯電芯中的一個電芯的電壓進行采樣；

參考電壓電路單元，所述參考電壓電路單元的輸入端與所述第一或第二封裝管殼的電源電壓輸入管腳相連接，用于產生參考電壓；

比較電路單元，所述比較電路單元的輸入端與所述采樣電壓電路單元和參考電壓電路單元相連接，根據比較所述參考電壓和采樣得到的所述一個電芯的電壓，生成比較信號；

處理電路單元，與所述比較電路單元、第一或第二封裝管殼的過充電保護信號輸入管腳、過放電保護信號輸入管腳、所述負載電流檢測電路單元和所述充電狀態檢測電路單元相連接，根據所述比較信號、過充電保護信號輸入管腳輸入的信號、過放電保護信號輸入管腳輸入的信號、負載電流檢測電路單元的輸出信號和所述充電狀態檢測電路單元的輸出信號，生成過充電保護驅動信號和過放電保護驅動信號；

第一驅動電路單元，根據所述過充電保護驅動信號生成過充電保護控制信號；所述過充電保護控制信號通過所述第一封裝管殼的過充電保護信號輸出管腳，將所述過充電保護控制信號輸出給外部電路單元，用于控制外部電路單元中第一晶體管的導通或截止，從而允許或不允許所述外部電路單元對所述電池充電；或者，所述過充電保護控制信號，通過所述第二封裝管殼的過充電保護信號輸出管腳，將所述過充電保護控制信號輸出至所述第二芯片相連接的另一個第二芯片的過充電保護信號輸入管腳，或所述第一芯片的過充電保護信號輸入管腳；