[發(fā)明專利]電池保護(hù)芯片結(jié)構(gòu)及電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110766769.4
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113507094B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昊;尹喜珍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海芯跳科技有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;H02J7/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 郭國中;李佳俊

本發(fā)明提供了一種電池保護(hù)芯片結(jié)構(gòu)及電池，包括數(shù)字邏輯控制模塊和模擬模塊；模擬模塊包括電阻分壓模塊、電壓基準(zhǔn)源模塊、電流基準(zhǔn)源模塊、振蕩器、異常信號檢測比較器組模塊、上下拉控制模塊及充電器檢測模塊。本發(fā)明使鋰電池保護(hù)芯片的待機(jī)功耗被大幅降低，極低的待機(jī)功耗使得當(dāng)電池電量不足時仍然可以維持很長時間，延長了電池的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池保護(hù)芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種電池保護(hù)芯片結(jié)構(gòu)及電池，尤其是一種低待機(jī)功耗的電池保護(hù)芯片結(jié)構(gòu)及電池。

背景技術(shù)

無線穿戴式產(chǎn)品中大多使用質(zhì)量輕、體積小的可充電電池，這類電池往往容量較小，且一般需要連接電池保護(hù)芯片。當(dāng)電池電壓過低導(dǎo)致電池保護(hù)芯片進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時，電池保護(hù)芯片極低的待機(jī)功耗可使得電池電量在經(jīng)過較長時間之后不會明顯降低，連接充電器之后電池仍然可以正常使用。反之，如果電池保護(hù)芯片的待機(jī)功耗過大，電池電量在經(jīng)過較長時間之后下降到過低的值，這會對電池造成一定的損壞。在現(xiàn)有的電池保護(hù)芯片產(chǎn)品里，大部分的待機(jī)功耗最高可達(dá)100nA，待機(jī)功耗較大，有待改進(jìn)。

公開號為CN103532106B的專利文獻(xiàn)公開了一種帶精確延時及休眠功能的單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片，本芯片內(nèi)部包含控制模塊、檢測模塊兩部分。檢測模塊將鋰電池電壓VDD與過充電檢測電壓、過放電檢測電壓相比較，將VM端電壓與過流檢測電壓、短路檢測電壓、充電檢測電壓相比較，得到比較信號。控制模塊處理比較信號，判斷鋰電池所處于工作狀態(tài)，并按實(shí)際情況需要切斷充電或放電開關(guān)以保護(hù)鋰電池。當(dāng)鋰電池剛進(jìn)入過放電狀態(tài)時，檢測VDD端與VM端的電壓差，當(dāng)VDD-VM低于休眠檢測電壓時，且外電路無短路情況時，控制模塊控制芯片進(jìn)入休眠狀態(tài)，以降低功耗延長工作時間。保持鋰電池進(jìn)入失常狀態(tài)時所采取的保護(hù)措施，當(dāng)鋰電池狀態(tài)恢復(fù)正常時，打開充放電開關(guān)解除失常狀態(tài)。公開號為CN107039951B的專利文獻(xiàn)公開了一種電池保護(hù)電路及鋰電池，包括：過放電電壓檢測電路、過放電電流檢測電路、控制電路、過流恢復(fù)電路和上電復(fù)位電路，在檢測到上電復(fù)位、到電池保護(hù)電路的VCC電壓上升至預(yù)設(shè)電壓的過程中，所述上電復(fù)位電路的輸出信號的有效性發(fā)生改變；在上電復(fù)位電路的輸出信號為第一有效性時，電池保護(hù)電路強(qiáng)制為過放電電壓保護(hù)狀態(tài)，在上電復(fù)位電路的輸出信號為第二有效性時，不再強(qiáng)制電池保護(hù)電路為過放電電壓保護(hù)狀態(tài)。公開號為CN109687400A的專利文獻(xiàn)公開了一種適用于電池保護(hù)的低功耗電路，包括待保護(hù)的電池芯片組，與電池芯片組相連的溫度基準(zhǔn)電壓模塊，均與溫度基準(zhǔn)電壓模塊相連且的電流比較器和狀態(tài)比較器，與電流比較器和狀態(tài)比較器均相連的數(shù)字邏輯控制模塊，與數(shù)字邏輯控制模塊相連的電壓比較器，均與電壓比較器相連的帶隙基準(zhǔn)電壓源模塊和數(shù)據(jù)選擇器，均與數(shù)據(jù)選擇器相連的電池電壓檢模塊、電池?cái)嗑€檢測模塊和電池溫度檢測模塊，還包括了放電驅(qū)動電路、充電驅(qū)動電路、負(fù)載檢測模塊和振蕩器。公開號為CN111262315A的專利文獻(xiàn)公開了一種基于電池保護(hù)電路的鋰電池超低功耗保護(hù)裝置，包括電池、電池保護(hù)芯片、負(fù)載、主控處理器、三極管、第一電阻和第二電阻，電池保護(hù)芯片的電源正極輸入端口、電源負(fù)極輸入端口分別與電池的正極和負(fù)極電連接，電池保護(hù)芯片的電壓檢測端口與負(fù)載的一端電連接，負(fù)載的另一端與電池保護(hù)芯片的電源正極輸入端口、電源負(fù)極輸入端口電連接，主控處理器的GPIO端口與三極管的基極電連接，三極管的集電極與電池的正極電連接，電池的正極與三極管的集電極之間依次電連接第一電阻和第二電阻，三極管的發(fā)射極電連接至負(fù)載。公開號為CN112398096A的專利文獻(xiàn)公開了一種超低功耗的鋰電池保護(hù)電路，包括電池、濾波電路、鋰電池保護(hù)芯片和充電器或負(fù)載，其中：鋰電池保護(hù)芯片包括方波產(chǎn)生電路、第一或門、基準(zhǔn)電路、檢測電路、驅(qū)動電路、開關(guān)管，其中：方波產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生方波信號，控制基準(zhǔn)電路和檢測電路工作的時間；基準(zhǔn)電路用于產(chǎn)生鋰電池保護(hù)芯片內(nèi)部不隨電壓變化的電壓和電流；檢測電路用于判斷鋰電池保護(hù)芯片的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括正常狀態(tài)、過充電壓狀態(tài)、過放電壓狀態(tài)、放電過流狀態(tài)、充電過流狀態(tài)；驅(qū)動電路用于根據(jù)鋰電池保護(hù)芯片內(nèi)部產(chǎn)生的開關(guān)信號控制開關(guān)管開啟或關(guān)斷。公開號為CN112583087A的專利文獻(xiàn)公開了一種電池保護(hù)芯片及系統(tǒng)，電池保護(hù)芯片包括充放電控制開關(guān)管、過放保護(hù)模塊、過充保護(hù)模塊、充放電過流保護(hù)模塊、邏輯控制模塊、襯底切換模塊、柵極控制模塊以及低功耗控制模塊。