[發明專利]集成式電池保護芯片、電池保護電路復合體和電池

有效

• 申請號: 201510159508.0
• 申請日: 2015-04-03
• 公開（公告）號: CN104753036B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王釗
• 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;H02J7/00
• 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

【技術領域】

本發明涉及電路設計領域，特別涉及一種集成式電池保護芯片、電池保護電路復合體和電池。

【背景技術】

鋰電池(比如，鋰離子電池和鋰聚合物電池)因其物理特性，在使用過程中，其對充電電流、放電電流、電壓及溫度要求很嚴格，一旦超過將會產生爆炸等嚴重后果，因此，鋰電池內通常都設置有電池保護電路，以對鋰電池進行充放電保護。

請參考圖1所示，其為現有技術中的一種電池保護電路的電路示意圖。該電池保護電路包括電池保護芯片(或稱電池保護單元)110、開關組合電路120、電阻R1、電阻R2和電容C1。

電池保護電路的第一電源端P+與電芯Bat的正極B+直接相連，所述電池保護電路的第二電源端P-通過開關組合電路120與電芯Bat的負極B-相連，電阻R1和電容C1串聯于電芯Bat的正極B+和負極B-之間。

所述電池保護芯片110包括三個連接端(或稱為檢測端)和兩個控制端。三個連接端分別為與電芯Bat正極B+相連的第一檢測端(或稱電芯正極連接端)VDD、與電芯Bat負極B-相連的第二檢測端(或稱接地端)VSS和與第二電源端P-相連的第三檢測端VM，兩個控制端分別為充電控制端COUT和放電控制端DOUT。其中，連接端VDD與電阻R1和電容C1之間的連接節點相連，連接端VSS與電芯Bat的負極B-相連，連接端VM通過電阻R2與第二電源端P-相連。

所述電池保護芯片110檢測電芯Bat的充電是否異常，如果異常，則通過其充電控制端COUT輸出禁止充電控制信號，如果不異常，則通過其充電控制端COUT輸出允許充電控制信號。所述電池保護芯片110檢測電芯Bat的放電是否異常，如果異常，則通過其放電控制端DOUT輸出禁止放電控制信號，如果不異常，則通過其放電控制端DOUT輸出允許放電控制信號。

所述開關組合電路120根據所述禁止充電控制信號切斷所述電芯Bat的充電回路，根據所述允許充電控制信號導通所述電芯Bat的充電回路以對所述電芯Bat進行充電保護。所述開關組合電路120根據所述禁止放電控制信號切斷所述電芯Bat的放電回路，根據所述允許放電控制信號導通所述電芯Bat的放電回路以對所述電芯Bat進行放電保護。

所述開關組合電路120可以采用現有技術中的有關電池充放電通路中通用的開關組合。如圖1所示，所述開關組合電路120包括第一NMOS(N-Channel Metal Oxide Semiconductor)晶體管MN1和第二NMOS晶體管MN2，所述第一NMOS晶體管MN1的源極與所述電芯Bat的負極B-相連，其漏極與所述第二NMOS晶體管MN2的漏極相連，所述第一NMOS晶體管MN1中寄生有二極管D1，所述第二NMOS晶體管MN2中寄生有二極管D2。

通常，電池保護電路是安裝在一塊印刷電路板上，該印刷電路板(可稱為電池保護板)上一般裝配有電池保護芯片、兩個電阻、一個電容和功率開關(開關組合電路)等。由于電池保護板需要占用額外的電池空間，若將被電池保護板占用的空間用來填充電芯材料，可能增加電池容量，另外，電池保護板也需要額外的成本。

因此，有必要提供一種改進的技術方案來解決上述問題。

【發明內容】

本發明的目的之一在于提供一種集成式電池保護芯片，其將電池保護電路和開關組合電阻以及相關外圍電阻集成到一個芯片中，提高了集成度，從而在相同的電池空間條件下，可填充更多的電芯材料，增加電池容量。

本發明的目的之二在于提供一種電池保護電路復合體和電池，其可以省去現有電池中的電池保護板及其占用的空間，從而在相同的電池空間條件下，可填充更多的電芯材料，增加電池容量。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，本發明提供一種集成式電池保護芯片，其包括封裝在一起的電池保護晶片和功率開關晶片，第一管腳、第二管腳和第三管腳。所述電池保護晶片包括電阻R1、電阻R2、電容C1和電池保護單元，所述電阻R1和電容C1串聯于第一管腳和第三管腳之間，所述電池保護單元包括第一檢測端、第二檢測端、第三檢測端、充電控制端和放電控制端，第一檢測端與電阻R1和電容C1之間的連接節點相連，第二檢測端與第三管腳相連，第三檢測端通過電阻R2與所述第二管腳相連，所述電池保護單元基于第一檢測端、第二檢測端和第三檢測端對電芯的充放電回路進行檢測，以在充電異常時，由所述充電控制端輸出充電保護信號，在放電異常時，由所述放電控制端輸出放電保護信號；所述功率開關晶片連接于第三管腳和第二管腳之間，其根據充電保護信號切斷所述電芯的充電回路，根據所述放電保護信號切斷所述電芯的放電回路。