[發明專利]充放電保護電路及鋰電池保護系統

有效

• 申請號: 202011461568.5
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112234689B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 蔣錦茂;黃孟春;顧得全
• 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;H02H7/18
• 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

本發明公開了一種充放電保護電路及鋰電池保護系統，包括電池保護電路、電池、充電器或負載和RC濾波電路，其中；RC濾波電路包括第一電阻和第一電容，第一電阻一端連接第一電容一端后連接電池保護電路的VDD端，第一電阻另一端連接電池正極；電池保護電路包括充電電壓保護電路或放電電壓保護電路，還包括基本保護電路、與門、驅動電路和第一MOS管，充電電壓保護電路或放電電壓保護電路與基本保護電路均連接與門輸入端。本發明通過第二延時電路和計數器的配合，使鎖存電路的輸出控制邏輯電路的輸出，通過關閉第一MOS管實現充放電環路的鎖死，避免了反復充放電進而損壞電池的情況。

技術領域

本發明涉及鋰電池保護技術領域，具體涉及一種充放電保護電路及鋰電池保護系統。

背景技術

現有技術中，鋰電保護系統被廣泛應用，特別是電池容量的小型化，例如現有的電池容量只有幾十mAh，甚至20mAH。

目前的充電電流很少做到0.5C（20mAH的電池為10mA）或1C充電，大部分應用充電電流大于1C，特別是快充技術的進步，在快充階段會用2C甚至5C以上的電流充電，這樣會導致電池的損傷。使用一段時間后，電池的容量變小，電池的寄生內阻增大，這時候大電流充電，如果鋰電保護的充電過流設置的比較大，且充電電流低于充電過流保護電流值，則電池極易充到過充電壓保護，當達到過充電壓保護，并經過相應的過充保護延時后，關斷充電通路，充電電流減少為零，這時候由于電池寄生電阻上的壓降減少到零，則電池電壓下降到低于過充恢復電壓以下，則又可以繼續充電，再次充電則電池電壓又會充到過充電壓以上，并經過相應的過充保護延時后，又關斷充電通路，充電電流減少為零，又由于電池寄生電阻上的壓降減少到零，電池電壓低于過充恢復電壓又開始充電，這樣則導致充電、關斷、充電、關斷、來回切換充電通路，可能會來回充電幾十次甚至上百次。這樣會加速電池的損壞，嚴重可能直接損壞電池，導致電池鼓包或起火。

同時，在放電時也有同樣的情況和問題，放電保護電流很少做到1C（20mAH的電池為20mA）或以下，大的放電電容會影響電池的性能或壽命。特別是在使用一段時間后，電池的容量變小，同時電池的內阻增大，這時候再用大電流放電，且放電電流低于放電過流保護電流值，則電池電壓會被拉到過放保護電壓以下，并經過過放保護延時后，芯片進入過放保護狀態，關斷功率MOS管，沒有放電電流則電池寄生電阻上的壓降減少到零，則電池電壓上升到高于過放恢復電壓以上，則又開始放電，開始放電后電池電壓又被拉到過放保護電壓以下，并經過過放保護延時后，進入過放保護狀態，關閉功率MOS管，沒有放電電流則電池寄生電阻上的壓降減少到零，電池電壓高于過充恢復電壓，又開始放電，這樣則導致放電、關斷、放電、關斷、來回開啟和關閉放電通路，可以會來回放電幾十次甚至上百次。這樣也會加速電池的損壞，或直接損壞電池。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種充放電保護電路及鋰電池保護系統，以解決現有電池反復充電或反復放電導致加速電池損壞或直接損壞電池的問題。

本發明采用的技術方案是：

本申請提供了一種充電電壓保護電路，包括過充電壓判斷電路、第一延時電路、第二延時電路、計數器、邏輯電路、鎖存電路和放電檢測電路，其中：

所述過充電壓判斷電路包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一開關、第二開關和第一比較器，第一開關第二端連接第二開關第二端后連接第一比較器的反相端，第一比較器的同相端連接Vref端，第二開關初始呈閉合狀態，第一比較器的輸出端連接第一延時電路輸入端，所述過充電壓判斷電路用于判斷電池電壓是否超過設定的過充電壓值；

所述第一延時電路用于對過充電壓判斷電路的輸出電壓進行延時輸出；

所述計數器用于記錄第一延時電路從高電平變為低電平的次數；

所述放電檢測電路用于檢測電池是否處于放電狀態；

所述鎖存電路用于鎖存滿足條件的計數器結果；