[發(fā)明專(zhuān)利]一種電池過(guò)流充電保護(hù)電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010736762.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111987760A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李育超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 五顆星半導(dǎo)體（無(wú)錫）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 葉培輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種電池過(guò)流充電保護(hù)電路，包括V2I電壓到電流轉(zhuǎn)換模塊、過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓設(shè)定模塊、比較器、負(fù)高壓承受模塊、正電源輸入端口VDD、接地輸入端口VSS、輸入端口OCP和輸入端口CS，所述V2I電壓到電流轉(zhuǎn)換模塊與過(guò)流充電包閾值電壓設(shè)定模塊電性連接，所述比較器分別與負(fù)高壓承受模塊、過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓設(shè)定模塊并聯(lián)，所述正電源輸入端口VDD為正電源；接地輸入端口VSS為負(fù)電源；輸入端口CS為電流感應(yīng)輸入端口，輸入端口CS與電池連接。本發(fā)明屬于電池充電技術(shù)領(lǐng)域，具體是提供了一種工藝適應(yīng)性強(qiáng)、高精度、高安全性及可覆蓋更廣泛應(yīng)用的電池過(guò)流充電保護(hù)電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池充電技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種電池過(guò)流充電保護(hù)電路。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能科技的不斷飛速發(fā)展，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，鋰電池產(chǎn)業(yè)也概莫能外，因此對(duì)鋰電池供電的安全性和可靠性提出了更高的要求。2014年第27號(hào)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公布，國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》(GB31241-2014)已經(jīng)由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)公布。所有鋰電池產(chǎn)品的安全要求必須滿(mǎn)足該項(xiàng)國(guó)標(biāo)。其中電池過(guò)流充電功能作為一種新增的、必需的且實(shí)現(xiàn)難度較大的關(guān)鍵指標(biāo)，成為安全使用鋰電池產(chǎn)品的重中之重。根據(jù)新國(guó)標(biāo)，搭配鋰電池使用的鋰電池保護(hù)IC必須具備過(guò)流充電保護(hù)功能，如何實(shí)現(xiàn)安全可靠的過(guò)流充電保護(hù)功能已成為保障電池安全充電的瓶頸之一。

為了實(shí)現(xiàn)過(guò)流充電檢測(cè)功能，一種最直接的辦法是采用一個(gè)負(fù)參考基準(zhǔn)電壓和一個(gè)支持負(fù)共模輸入電壓的比較器，將芯片CS管腳檢測(cè)到的負(fù)電壓直接輸入到芯片內(nèi)該比較器的一個(gè)輸入端，而該比較器的另一個(gè)輸入端則與負(fù)參考基準(zhǔn)電壓相連，但要產(chǎn)生一個(gè)負(fù)參考基準(zhǔn)電壓，并實(shí)現(xiàn)一個(gè)支持負(fù)共模輸入電壓的比較器，在設(shè)計(jì)復(fù)雜度和產(chǎn)品成本上都難以接受，且對(duì)工藝制程的控制要求較高，其封裝成品良率低、精度范圍及溫度特性也都達(dá)不到高端鋰電池保護(hù)IC的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，仍然存在一定的使用安全隱患。

現(xiàn)有技術(shù)中存在一類(lèi)避開(kāi)了使用負(fù)參考基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路和支持負(fù)共模輸入電壓的比較器這兩個(gè)難點(diǎn)的過(guò)流充電保護(hù)電路，雖然可以滿(mǎn)足部分低端應(yīng)用市場(chǎng)的產(chǎn)品要求，但其實(shí)際上存在較大缺陷或硬傷，達(dá)不到高端鋰電池保護(hù)IC的高精度要求和參數(shù)系列化，且存在一定的使用安全隱患。第一，過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓隨工藝的波動(dòng)較大，需要較好的制造工藝才能減小常溫下的閾值電壓的波動(dòng)；第二，即使通過(guò)參考電壓修調(diào)電路來(lái)減小工藝引起的波動(dòng)，封裝后成品良率仍然會(huì)有一部分損失，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品成本顯著增加；第三，參考電壓修調(diào)電路雖然可以減小常溫下過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓的波動(dòng)范圍，但在-40℃～85寬溫度范圍的閾值電壓波動(dòng)仍然較大，即精度較差；第四，當(dāng)過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓的絕對(duì)值較小時(shí)，由于其溫度特性較差，在較低或較高溫度下工作存在嚴(yán)重的安全隱患，不能滿(mǎn)足過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓絕對(duì)值較小的應(yīng)用需求，易發(fā)生過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓變?yōu)檎担@樣不但過(guò)流充電保護(hù)功能失靈，而且整個(gè)芯片的其他功能也會(huì)異常，這是一個(gè)嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有難題，本發(fā)明提供了一種工藝適應(yīng)性強(qiáng)、高精度、高安全性及可覆蓋更廣泛應(yīng)用的電池過(guò)流充電保護(hù)電路。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：本發(fā)明電池過(guò)流充電保護(hù)電路，包括V2I電壓到電流轉(zhuǎn)換模塊、過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓設(shè)定模塊、比較器、負(fù)高壓承受模塊、正電源輸入端口VDD、接地輸入端口VSS、輸入端口OCP和輸入端口CS，所述V2I電壓到電流轉(zhuǎn)換模塊與過(guò)流充電包閾值電壓設(shè)定模塊電性連接，所述比較器分別與負(fù)高壓承受模塊、過(guò)流充電保護(hù)閾值電壓設(shè)定模塊并聯(lián)，所述正電源輸入端口VDD為正電源；接地輸入端口VSS為負(fù)電源；輸入端口CS為電流感應(yīng)輸入端口，輸入端口CS與電池連接，輸入端口CS在電池放電時(shí)感應(yīng)為正電壓，在電池充電時(shí)為感應(yīng)為負(fù)電壓，且在實(shí)際應(yīng)用中隨著電池充電，輸入端口CS可能出現(xiàn)負(fù)高壓；