[發(fā)明專(zhuān)利]電池保護(hù)芯片和電池保護(hù)板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010158064.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111463847B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小華;李杰;白青剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市創(chuàng)芯微微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 深圳眾鼎專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 44325
• 代理人: 姚章國(guó)

本發(fā)明公開(kāi)一種電池保護(hù)芯片和電池保護(hù)板。該電池保護(hù)芯片包括第一啟動(dòng)比較器、電流源電路和可變延時(shí)電路，第一啟動(dòng)比較器與過(guò)流檢測(cè)端相連，用于基于過(guò)流檢測(cè)端的檢測(cè)電壓和第一短路基準(zhǔn)電壓，形成第一控制信號(hào)；電流源電路與過(guò)流檢測(cè)端相連，用于基于過(guò)流檢測(cè)端的檢測(cè)電壓形成延時(shí)控制電流；可變延時(shí)電路與第一啟動(dòng)比較器和電流源電路相連，用于基于第一控制信號(hào)和延時(shí)控制電流，調(diào)整短路延時(shí)時(shí)間并輸出短路保護(hù)信號(hào)。該電池保護(hù)芯片可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)過(guò)流檢測(cè)端的檢測(cè)電壓實(shí)時(shí)調(diào)整短路延時(shí)時(shí)間，以使短路延時(shí)時(shí)間匹配短路時(shí)電流的上升速度，保障短路保護(hù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池保護(hù)芯片和電池保護(hù)板。

背景技術(shù)

鋰電池具有高性能、高密度、小體積和輕重量等特性，使其近年來(lái)一直是便攜式產(chǎn)品電池的首選，與其他電池不同，為保證鋰電池正常安全工作，需設(shè)置與鋰電池相連的電池保護(hù)板，用于確保鋰電池不處于過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流和短路等異常狀態(tài)，該電池保護(hù)板上設(shè)有電池保護(hù)芯片、功率開(kāi)關(guān)管及其周邊阻容元件等。在儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)車(chē)等實(shí)際應(yīng)用中，為保證用電設(shè)備具有足夠的電壓和續(xù)航時(shí)間，使得用電設(shè)備上配置的電池組往往需要多并或多串，以提高電池組的容量。

圖1示出現(xiàn)有電池保護(hù)板的一示意圖。如圖1所示，電池保護(hù)板設(shè)置在電池組B1/B2……BN的兩端，包括電池保護(hù)芯片U1、與電池保護(hù)芯片U1的過(guò)放保護(hù)輸出端DO相連的放電功率晶體管M1、與電池保護(hù)芯片U1的過(guò)充保護(hù)輸出端CO相連的充電功率晶體管M2和與電池保護(hù)芯片U1的過(guò)流檢測(cè)端VINI相連的取樣電阻RS，取樣電阻RS的一端與接地端VSS相連，另一端與串聯(lián)的放電功率晶體管M1和充電功率晶體管M2相連；放電功率晶體管M1與放電回路(圖中未示出)相連，用于根據(jù)過(guò)放保護(hù)輸出端DO輸出的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，控制放電回路工作；充電功率晶體管M2與充電回路(圖中未示出)相連，用于根據(jù)過(guò)充保護(hù)輸出端CO輸出的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，控制充電回路工作。電池保護(hù)芯片U1包括與過(guò)流檢測(cè)端VINI相連的短路比較器CMP0、與短路比較器CMP0相連的固定延時(shí)電路11、與固定延時(shí)電路11相連的邏輯處理電路12、與邏輯處理電路12和過(guò)放保護(hù)輸出端DO相連的過(guò)放驅(qū)動(dòng)電路13、以及與邏輯處理電路12和過(guò)充保護(hù)輸出端CO相連的過(guò)充驅(qū)動(dòng)電路14。

上述電池保護(hù)芯片U1可以實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，其實(shí)現(xiàn)原理如下：隨著流經(jīng)取樣電阻RS的電壓逐漸增大，使得電池保護(hù)芯片U1的過(guò)流檢測(cè)端VINI的檢測(cè)電壓會(huì)逐漸上升，短路比較器CMP0將檢測(cè)電壓與內(nèi)部預(yù)設(shè)的短路保護(hù)電壓閾值Vref進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)電壓超過(guò)短路保護(hù)電壓閾值Vref時(shí)，短路比較器CMP0的輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平，以啟動(dòng)固定延時(shí)電路11；基于固定延時(shí)電路11形成短暫延時(shí)(一般為預(yù)先設(shè)置的短路延時(shí)時(shí)間，如300us)；若在短暫延時(shí)之后，檢測(cè)電壓仍高于短路保護(hù)電壓閾值Vref，則通過(guò)邏輯處理電路12和過(guò)放驅(qū)動(dòng)電路13的作用，使得過(guò)放保護(hù)輸出端DO的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)由高電平轉(zhuǎn)換為低電平，控制放電功率晶體管M1關(guān)閉，以切斷放電回路，從而實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)目的。

上述電池保護(hù)芯片U1實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)時(shí)存在如下不足：首先，當(dāng)電池容量較大的電池組短路時(shí)，電流上升速度非常快，通常100us左右即可達(dá)到峰值，而傳統(tǒng)電池保護(hù)芯片U1短路延時(shí)時(shí)間一般為固定延時(shí)時(shí)間(如300us)，無(wú)法匹配電流上升速度，使其短路保護(hù)效果較差；其次，由于大電流放電需同時(shí)考慮散熱的要求，使得放電功率晶體管M1一般為多個(gè)大功率MOSFET并聯(lián)使用，此時(shí)，寄生電容較大，會(huì)導(dǎo)致放電功率晶體管M1關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)，若放電功率晶體管M1不能及時(shí)關(guān)閉，將造成放電回路燒毀或者電池電芯起火等安全隱患；而且，若直接將短路延時(shí)時(shí)間做短或者去除延時(shí)，會(huì)導(dǎo)致過(guò)流檢測(cè)端VINI易受到外部信號(hào)干擾，或者部分應(yīng)用要求較大啟動(dòng)電流時(shí)無(wú)法正常啟動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電池保護(hù)芯片和電池保護(hù)板，以解決現(xiàn)有電池保護(hù)芯片中短路延時(shí)時(shí)間無(wú)法匹配電池短路時(shí)電流上升速度的問(wèn)題。