[發明專利]一種鋰電池保護系統及其過流檢測電路

有效

• 申請號: 201410239683.6
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104022490B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 尹航;王釗;楊曉東
• 申請（專利權）人: 無錫中感微電子股份有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;G01R19/165
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司32236
• 代理人: 龐聰雅

1.一種鋰電池保護系統，其特征在于，其包括：

電池保護電路，其具有電源端、接地端、充電保護端、放電保護端和電流檢測端，所述電源端接電池的正極，所述接地端接電池的負極并接地；

充電開關管及放電開關管，放電開關管的第一連接端接所述電池的負極，放電開關管的第二連接端與充電開關管的第二連接端相連，充電開關管的第一連接端作為輸出端與負載相連，充電開關管的控制端連接所述電池保護電路的充電保護端，放電開關管的控制端連接所述電池保護電路的放電保護端；

檢測管，其第一連接端與所述電池保護電路的電流檢測端相連，其第二連接端與放電開關管的第二連接端相連，其控制端與所述放電開關管的控制端相連；

所述電池保護電路還包括有與所述電流檢測端相連的電流比較電路，所述電流比較電路包括連接于所述電流檢測端與接地端之間的恒流源，所述恒流源經由檢測管抽取參考電流，所述電流比較電路通過比較所述電流檢測端的電壓與放電開關管的漏源壓降以確定是否放電過流。

2.根據權利要求1所述的鋰電池保護系統，其特征在于，所述電流比較電路還包括比較器和一電壓采樣單元，

所述電壓采樣單元的輸入端與所述放電開關管的第二連接端和檢測管的第二連接端的連接節點相連，其輸出端與所述比較器的第一輸入端相連，所述電壓采樣單元用于采樣所述放電開關管的漏源壓降，其輸出的采樣電壓為1/N倍的放電開關的漏源壓降，N為預先設置的數值；

所述比較器的第二輸入端與所述電流檢測端相連，其輸出端與所述電流比較電路的輸出端相連，當所述比較器的第一輸入端接收到的電壓大于其第二輸入端接收到的電壓時，所述電流比較電路的輸出端輸出第一電平，表示未放電過流，當所述比較器的第一輸入端接收到的電壓小于第二輸入端接收到的電壓時，所述電流比較電路的輸出端輸出第二電平，表示放電過流。

3.根據權利要求1所述的鋰電池保護系統，其特征在于，所述電流比較電路還包括比較器和另一電壓采樣單元，

所述另一電壓采樣單元的輸入端與所述電流檢測端相連，其輸出端與所述比較器的第二輸入端相連，所述另一電壓采樣單元用于采樣所述電流檢測端電壓，其輸出的采樣電壓為N倍的電流檢測端電壓，N為預先設置的數值；

所述比較器的第一輸入端與所述放電開關管的第二連接端和檢測管的第二連接端的連接節點相連，當所述比較器的第一輸入端接收到的電壓大于其第二輸入端接收到的電壓時，所述電流比較電路的輸出端輸出第一電平，表示未放電過流，當所述比較器的第一輸入端接收到的電壓小于第二輸入端接收到的電壓時，所述電流比較電路的輸出端輸出第二電平，表示放電過流。

4.根據權利要求1-3任一所述的鋰電池保護系統，其特征在于，

充電開關管、放電開關管、檢測管為NMOS晶體管，

NMOS晶體管的第一連接端為NMOS晶體管的源極，第二連接端為NMOS晶體管的漏極，控制端為NMOS晶體管的柵極。

5.據權利要求4所述的鋰電池保護系統，其特征在于，檢測管和放電開關管形成在同一晶圓上，檢測管和放電開關管共享漏極，柵極和襯體，放電開關管的源極和檢測管的源極各自獨立。

6.據權利要求5所述的鋰電池保護系統，其特征在于，

檢測管襯體和放電開關管襯體的連接節點與放電開關管的源極短接，或

檢測管襯體和放電開關管襯體的連接節點與檢測管的源極短接。

7.根據權利要求4所述的鋰電池保護系統，其特征在于，

根據電路原理可得下述公式(1)：

VS2＝VDS1-VDS2＝(ID-IREF)*Ron1-K*IREF*Ron1＝(ID-(K+1)*IREF)*Ron1(1)，

其中，VS2為電流檢測端的電壓，IREF為恒流源經檢測管抽取的參考電流值，VDS1為放電開關管的漏源電壓，VDS2為檢測管的漏源電壓，Ron1/Ron2＝1/K，Ron1為放電開關管的導通電阻值，Ron2為檢測管的導通電阻值，K為正數，ID為流入所述放電開關管的第二連接端和檢測管的第二連接端的連接節點的電流，IREF為參考電流；

如果VS2＝VDS1/N，代入公式(1)，可以得到：

ID＝((K+1)+K/(N-1))*IREF，即電流保護閾值為((K+1)+K/(N-1))*IREF。