[發明專利]一種VCC電容和電阻內置的鋰電池保護電路及系統

有效

• 申請號: 201810299782.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108429241B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 宋利軍;宋朋亮
• 申請（專利權）人: 深圳市穩先微電子有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;H02H9/02;H01M10/42
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種VCC電容和電阻內置的鋰電池保護電路及系統，所述鋰電池保護電路包括第一靜電保護模塊、穩壓濾波模塊和第二靜電保護模塊，所述第一靜電保護模塊連接所述鋰電池保護電路的輸入電源端和接地端，用于泄放輸入電源端和接地端之間的靜電能量；所述穩壓濾波模塊連接所述鋰電池保護電路的輸入電源端和接地端，用于對輸入電源端的輸入電壓進行濾波處理；所述穩壓濾波模塊還與第二靜電保護模塊連接，用于在鋰電池反接時與第二靜電保護模塊形成放電回路并進行限流處理，從而保證鋰電池反接后鋰電池保護電路不會損壞且輸入電源端的靜電保護功能正常，同時使得鋰電池保護系統的外圍應用沒有任何器件，降低了系統應用成本。

技術領域

本發明涉及鋰電池保護技術領域，特別涉及一種VCC電容和電阻內置的鋰電池保護電路及系統。

背景技術

隨著手機，筆記本電腦，智能玩具等便攜式裝備不斷的普及，這類產品中有大多數都是采用鋰離子電池供電，但是鋰電池存在很多安全性問題，因此鋰電池需要一個鋰電池保護系統來增加安全可靠性。而越來越多的鋰電池生產廠商在追求鋰電池保護可靠性的同時，也考慮降低系統成本的問題。

圖1是目前市場上常用的一種單節鋰電保護系統，包括鋰電池101，充/放電裝置102，輸入電阻R1，輸入電容C1，集成了充電NMOS管Q2和放電NMOS管Q3的鋰電保護芯片U1，NMOS管Q1是芯片U1輸入電源端VDD到接地端GND的靜電保護器件，所述輸入電阻R1和輸入電容C1主要是為了給鋰電池保護芯片U1的輸入電源端VDD提供穩壓濾波作用；在給鋰電池充電的情況下，鋰電保護芯片U1通過檢測鋰電池兩端電壓以及流過 VM端的充電電流來控制內部充電NMOS管Q2的導通和截止；同樣，在鋰電池放電情況下，鋰電保護芯片U1通過檢測鋰電池兩端電壓以及流過 VM端的放電電流控制內部放電NMOS管Q3的導通和截止。其中輸入電阻R1和輸入電容C1主要是為了給鋰電保護芯片U1的輸入電源端VDD提供穩壓濾波作用，同時輸入電阻還防止電池反接致使芯片損壞；然而此方案不僅使系統外圍應用多了兩個器件，同時增加了系統應用成本。

首先，如果簡單的只是把輸入電阻和輸入電容集成進去，會帶來鋰電保護芯片輸入電源端VDD的靜電保護功能失效，或者是鋰電池反接以后，即鋰電池的正極接鋰電保護芯片的接地端GND，鋰電池的負極接鋰電保護芯片U2的電源輸入端VDD，鋰電池保護芯片U2損壞。具體的，請參閱圖2，在傳統的鋰電池保護芯片U2基礎上簡單的把輸入電阻R2和輸入電容C2集成進去的鋰電池保護系統，但是此方案存在一個問題，就是輸入電源端VDD的靜電保護功能會存在失效，即如果對輸入電源端VDD到接地端GND正向打靜電能量，靜電能量只能通過輸入電阻R2再到靜電保護器件NMOS管Q4泄放到接地端GND。由于輸入電阻R2（百歐姆級）本身沒有泄放靜電能量的能力，導致做靜電保護實驗，所述輸入電阻R2和鋰電池相連接的一端會被靜電能量損壞，造成鋰電池保護芯片U2損壞。

進一步地，請參閱圖3的另外一種方案，同樣為將輸入電阻R3和輸入電容C3集成至鋰電池保護芯片內的鋰電池保護系統，而該電路結構在對鋰電池保護芯片U3輸入電源端VDD到接地端GND正向打靜電能量，靜電能量可以通過靜電保護器件NMOS管Q5泄放到接地端GND，使鋰電池保護芯片U3的輸入電源端VDD靜電保護功能正常；但是，正常應用中如果由于誤操作致使鋰電池301反接，即鋰電池301的正極接鋰電保護芯片U3的接地端GND，負極接鋰電保護芯片U3的電源輸入端VDD，鋰電池301和鋰電保護芯片U3里面靜電保護器件NMOS管Q5的寄生二極管形成一個放電通路，由于此放電通路沒有任何限流器件，長時間的導通會燒壞NMOS管Q5的寄生二極管，從而導致整個芯片功能失效。

因而現有技術還有待改進和提高。

發明內容