[發明專利]一種柵極襯底控制電路、鋰電池及其保護芯片的保護裝置

有效

• 申請號: 202011206389.7
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112039172B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 蔣錦茂
• 申請（專利權）人: 蘇州賽芯電子科技股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司 32286
• 代理人: 高遠

本發明公開了一種柵極襯底控制電路、鋰電池及其保護芯片的保護裝置，柵極襯底控制電路包括多個電平轉換電路、多個輸入端、第二MOS管、第三MOS管、第二電阻和第四MOS管，第二MOS管的源極和襯底連接VDD端，第二MOS管的漏極與第三MOS管的源極和襯底連接，第二電阻的一端連接第三MOS管的漏極且另一端連接第四MOS管的漏極，第二MOS管的柵極與第四MOS管的柵極連接后連接其中一個電平轉換電路的VGATE1N端。本發明通過兩個P溝道MOS管串聯，來減少每個P溝道MOS管的電壓值，從而提高柵極襯底控制電路的抗尖峰電壓和耐直流電壓的能力，進而提高鋰電池保護芯片及其保護裝置的耐壓能力。

技術領域

本發明涉及鋰電池保護技術領域，具體涉及一種柵極襯底控制電路、鋰電池及其保護芯片的保護裝置。

背景技術

隨著近年來移動終端功能的不斷增加，移動終端的性能也在飛速提升，這對終端電池也提出了更多的要求。目前，為了將電路面積做到最小以及成本做到最低，通常選用5VCMOS工藝來實現。而5V CMOS工藝MOS管擊穿電壓在8V至12V之間。由于電池保護電路在充放電以及生產測試過程中可能會產生高達12V以上的尖峰電壓以及直流高電壓，用5V CMOS工藝做成的電池保護電路會被尖峰電壓或者直流高電壓擊穿從而造成電池保護電路的損壞。

現有技術中，直觀的解決辦法是選用擊穿電壓更高的半導體工藝來增加電池保護電路的耐壓值，使其能夠承受12V以上的尖峰電壓以及直流高電壓，但是會增加工藝層數以及大大增加半導體器件在芯片上所占用的面積，使保護電路的成本大大上漲。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種柵極襯底控制電路、鋰電池及其保護芯片的保護裝置，采用兩個P溝道MOS管串聯后再串聯電阻，通過降低每個P溝道MOS管的工作電壓，從而提高充電器端抗尖峰電壓和直流電壓的能力。

本發明采用的技術方案是：

本申請提供了一種柵極襯底控制電路，包括多個電平轉換電路、多個輸入端、第二MOS管、第三MOS管、第二電阻和第四MOS管，其中：

所述第二MOS管的漏極與第三MOS管的源極連接，所述第二電阻一端連接第三MOS管的漏極且另一端連接第四MOS管的漏極，第二MOS管的柵極與第四MOS管的柵極連接后連接其中一個電平轉換電路的VGATE1N端，第三MOS管的柵極連接VGND端，第四MOS管的源極與多個電平轉換電路的VSS端連接；

所述輸入端包括VGATE1端、VOC端和VCHOC端且分別連接多個電平轉換電路的輸入端，其中：

VGATE1端用于判斷異常工作狀態，當電池電壓偏低、電池電壓偏高、充電電流偏大、放電電流偏大和鋰電池保護芯片溫度偏高等異常狀態出現時，并經過對應的延時后VGATE1端輸出為低電平；正常狀態時輸出為高電平；

VOC端用于判斷異常充電狀態，當電池電壓偏高、過充電流偏大和充電過溫的異常狀態出現時，并經過對應的延時后輸出電壓為低電平；其他狀態時輸出為高電平；

VCHOC端用于充電過流比較器的結果輸出，充電器與負載的連接端電壓低于設定的充電過流檢測電壓時為低電平；其他狀態輸出為高電平；

所述電平轉換電路包括第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第三電阻、第四電阻、第十六MOS管和第十七MOS管，其中：所述第十二MOS管的漏極與第十六MOS管的源極連接，第十四MOS管的漏極與第十七MOS管的源極連接，所述第三電阻一端連接第十六MOS管的漏極且另一端連接第十三MOS管的漏極和第十五MOS管的柵極，所述第四電阻一端連接第十七MOS管的漏極且另一端分別連接第十五MOS管的漏極和第十三MOS管的柵極，第十三MOS管的源極與第十五MOS管的源極連接。