[實用新型]一種鋰電池充放電保護電路系統

有效

• 申請號: 201620010430.6
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN205304325U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 李志剛
• 申請（專利權）人: 李志剛
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本實用新型屬于鋰電池充放電保護技術領域，具體涉及一種鋰電池充 放電保護電路系統。

背景技術

目前，鋰電池由于具有體積小、質量輕、能量密度大、無記憶效應、使 用壽命長、使用范圍廣、工作電壓高和自放電率低等優點，因此在電子產品 中獲得了廣泛應用。然而鋰電池與其他常用的鎳鎘、鎳氫電池的不同之處在 于鋰電池必須考慮充電、放電時的安全性，以防止電池特性劣化甚至電池燒 毀。因此對鋰電池的保護非常重要，鋰電池應用中必須要有電池保護芯片， 來防止電池的過充電、過放電和過電流。與此同時，考慮到鋰電池應用的便 攜性和環境要求，電池保護芯片應該具備在低功耗的前提下實現受溫度等條 件影響較小的高精度檢測能力。

對于一種典型的鋰電池保護芯片，其主要引腳端口及功能有：VDD連接 電池正極，用于檢測過充電和過放電的端子；VSS連接電池負極，設定為保 護電路的接地點；DO用于控制放電用的端子；CO用于控制充電用的端子； VM(V-)是VDD與VSS之間檢測端子。芯片外圍電路中有實現充放電開關功 能的場效應管FET1、FET2。保護電路通過監視VDD和VSS之間的電池電壓 以及VM和VSS之間的電壓來控制電池的各種狀態。如VDD在過放電檢測電壓 和過充電檢測電壓之間，VM電壓在充電過流檢測電壓和放電過流檢測電壓之 間，電路就正常工作。反之則會出現異常狀況。

電壓檢測的精度對于芯片的性能是非常重要的。對于芯片設計來說， 電壓檢測精度與內部的電壓基準源部分密切相關。基準電壓源必須能夠克 服制造工藝產生的偏差、外界環境(如環境溫度)和系統內部(如電源電壓) 在系統工作范圍內變化產生的影響，同時具備低功耗特性。目前已有采用 帶隙基準電壓源來減小溫度變化影響的方案。但仍需進一步提升精度和克 服工藝偏差帶來的失調電壓影響。

實用新型內容

針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種鋰電池充 放電保護電路系統。該電路系統能夠實現低功耗、高精度、低溫漂的鋰電 池保護芯片要求。

為達到以上目的，本實用新型采用的技術方案是：一種鋰電池充放電 保護電路系統，包括設有若干電阻和場效應管的分壓電路，通過過放電比 較器、過充電比較器、過量電流比較器、短路比較器與所述分壓電路相連 的能夠產生控制信號的狀態機，與所述分壓電路連接的偏置電壓源/時鐘信 號源，其中所述分壓電路與所述偏置電壓源/時鐘信號源之間還連接有斬波 穩定帶隙基準電壓源。

進一步，所述偏置電壓源/時鐘信號源連接系統時鐘開/關控制電路， 使用系統時鐘信號為控制信號。

進一步，所述斬波穩定帶隙基準電壓源設有啟動電路、電壓偏置電路、 共源共柵運算放大器、低通濾波器；分別設置在所述共源共柵運算放大器 的輸入端、電流鏡處、電流源處的第一斬波穩定模塊、第二斬波穩定模塊、 第三斬波穩定模塊。

更進一步，所述斬波穩定模塊的電路包括能夠完成斬波頻率方波調制 的4個NMOS開關。

進一步，所述共源共柵運算放大器為折疊共源共柵結構。

更進一步，所述鋰電池充放電保護電路系統采用CMOS工藝實現。

本實用新型的有益效果有以下幾點：

1.利用了斬波穩定模塊的消除電路低頻漂移和低頻噪聲的優勢以及 帶隙基準電壓源具有的低功耗、高精度、低噪聲的優點，將兩者結合實現 高精度、低溫漂、低功耗的應用目標；

2.系統時鐘信號同時作為控制信號，降低鋰電池充放電保護電路系統 的功耗；

3.系統電路采用標準CMOS工藝實現,并考慮了克服工藝偏差影響的 措施。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中所述一種鋰電池充放電保護電路系統的電 路圖；

圖2是本實用新型實施例中所述斬波穩定帶隙基準電壓源的電路圖；

圖3是本實用新型實施例中所述斬波穩定模塊的電路圖；

圖中：1-偏置電壓源/時鐘信號源，2-帶隙基準電壓源，3-過放電比較 器，4-過充電比較器，5-過量電流比較器，6-短路比較器，7-狀態機。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。