[發明專利]一種充放電過流保護電路及其過流保護方法

在審

• 申請號: 201911095415.0
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110752641A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 肖川;謝鋒民
• 申請（專利權）人: 上海匯瑞半導體科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 余明偉

本發明提供一充放電過流保護電路及方法，所述電路包括內阻感應模塊，在充放電狀態時按預設比例感應串行充放電開關管的內阻總和；電壓選擇模塊，連接內阻感應模塊，根據電壓選通開關切換不同鏈路與內阻感應模塊連接，在充電狀態時輸出充電檢測電壓和充電參考電壓，在放電狀態時輸出放電檢測電壓和放電參考電壓；過流信號產生模塊，連接電壓選擇模塊，根據輸入選通開關切換不同輸入，以在充電狀態時比較充電檢測電壓和充電參考電壓并根據比較結果產生充電過流保護信號；在放電狀態時比較放電檢測電壓和放電參考電壓并根據比較結果產生放電過流保護信號。通過本發明解決了現有電池保護系統因精密電阻R0的使用所帶來的諸多問題。

技術領域

本發明涉及電池充放電技術，特別是涉及一種充放電過流保護電路及其過流保護方法。

背景技術

目前電池的應用越來越廣泛，從手機、個人穿戴系統、GPS、玩具等便攜式設備到需要持續保存數據的煤氣表，其市場容量已經達到每月幾億只。而為了防止電池因過大充電電流、過大放電電流等異常狀態被損壞，通常需要設置電池過流保護來防止電流異常過大對電池的損壞。

現有充放電過流電池保護系統一般如圖1所示，主要是由控制IC、外接的放電開關管MD、充電開關管MC以及精度電阻R0來實現；在PK+/PK-端接入充電器給電池正常充電時，MD和MC均處于導通狀態，而在控制IC檢測到充電電壓、電流異常時，將控制MC關斷以終止充電；在PK+/PK-端接入負載給電池正常放電時，MD和MC均處于導通狀態，而在控制IC檢測到放電電壓、電流異常時，將控制MD關斷以終止放電。

為了實現精準的充放電過流保護，現有是在圖1所示的電池保護系統中使用R0精密電阻串入整個大電流通路來感應充放電回路中的大電流，此種方法雖然能夠實現充放電過流保護，但也直接導致了充放電回路中的阻抗增加、成本增高、集成度差等缺陷。同時，R0精密電阻往往在實際使用中，電阻值非常小，通常為2mΩ，也有客戶使用1mΩ電阻，如此小的電阻值對該電阻的焊接工藝和PCB線路板設計要求都大大提高，若焊接異常或設計時考慮不周都會導致該R0精密電阻的接觸電阻過大，進而嚴重影響該精密電阻阻值，導致保護電流的精度不夠以及PCB板發熱等問題產生。

隨著便攜式設備(如5G手機)大容量、大電流需求，正常的大電流充放電電流值與過流保護閾值之間的差值越來越小；相比過去3G或4G手機，對電池保護系統的安全性和精準性提出了新的更高要求；因此，如何省去精密電阻、在芯片內部集成精準過流保護功能以及低成本實現電池在充電和放電過程中精準充放電過流保護功能是本領域芯片設計技術人員迫切需要解決的技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種充放電過流保護電路及其過流保護方法，解決現有電池保護系統因精密電阻R0的使用所帶來的諸多問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種充放電過流保護電路，所述充放電過流保護電路包括：

內阻感應模塊，連接于電池保護系統中串聯的充電開關管和放電開關管的兩端，用于在電池處于充電狀態時，按預設比例感應串行的所述充電開關管和所述放電開關管的內阻總和；在所述電池處于放電狀態時，按預設比例感應串行的所述充電開關管和所述放電開關管的內阻總和；

電壓選擇模塊，連接于所述內阻感應模塊，用于根據電壓選通開關切換不同鏈路與所述內阻感應模塊連接，以在所述電池處于充電狀態時輸出充電檢測電壓和充電參考電壓，在所述電池處于放電狀態時輸出放電檢測電壓和放電參考電壓，其中所述充電檢測電壓為充電電流流經串行的充電開關管和放電開關管時產生的電壓，所述充電參考電壓為第一偏置電流流經所述內阻感應模塊時產生的電壓與電池充放電負極端的電壓總和，所述放電檢測電壓為放電電流流經串行的充電開關管和放電開關管時產生的電壓，所述放電參考電壓為第二偏置電流流經所述內阻感應模塊時產生的電壓；