电池保护电路及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例涉及一种电池保护电路及系统，包括：功能开关管，连接于电池负极与充放电检测控制电路之间；充电器检测电路，用于检测电池是否被接入充电器，当未检测到电池被接入充电器时，输出充放电关断信号；当检测到电池被接入充电器时，输出第一充放电激活信号；可编程电路，用于当接收到充放电关断信号时，输出初始状态信号；当接收到第一充放电激活信号时，将初始状态信号改写为第二充放电激活信号；充放电检测控制电路，用于当接收到初始状态信号时，关闭功能开关管，禁止电池充放电；当接收到第二充放电激活信号时，打开功能开关管，控制电池充放电，并检测电池的充放电状态。由此，可以解决现有电池在使用前放置一段时间就被耗光的问题。
【专利说明】电池保护电路及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池保护【技术领域】，尤其涉及一种电池保护电路及系统。
【背景技术】
[0002]现有的电池一般允许放电，因此电池在运输过程中可能会因为误接触到导体而放电；此外，电池被装配到电子设备(如，蓝牙耳机、智能手机或平板电脑等便携式电子设备)中，即使电子设备不开机，通常因为电子设备中存在漏电通路而消耗电池的情况；再者，电子设备在运输过程中也可能出现开机键被触及而误开机耗电的情况。
[0003]由此可见，现有的电池存在使用前放置一段时间后就被耗光的问题，因而导致在销售电子设备时，由于电池已被耗完而无法开机的情况，而临时充电又需较长时间，这影响了客户的体验度。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种电池保护电路及系统，可以解决现有的电池在使用前放置一段时间后就被耗光的问题。
[0005]本发明提供了一种电池保护电路，该电池保护电路包括:功能开关管、充电器检测电路、可编程电路和充放电检测控制电路；
[0006]所述功能开关管连接于电池负极与所述充放电检测控制电路之间；
[0007]所述充电器检测电路，用于检测所述电池是否被接入充电器，当未检测到所述电池被接入充电器时，输出充放电关断信号；当检测到所述电池被接入充电器时，输出第一充放电激活信号；
[0008]所述可编程电路，与所述充电器检测电路相连接，用于当接收到所述充放电关断信号时，输出初始状态信号；当接收到所述第一充放电激活信号时，将所述初始状态信号改写为第二充放电激活信号；
[0009]所述充放电检测控制电路，与所述可编程电路相连接，用于当接收到所述初始状态信号时，关闭所述功能开关管，禁止所述电池充放电；当接收到所述第二充放电激活信号时，打开所述功能开关管，控制所述电池充放电，并检测所述电池的充放电状态。
[0010]本发明还提供了一种电池保护系统，该系统包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、电容(Cl)和本发明实施例所述的电池保护电路；
[0011]所述第一电阻(Rl)的一端与电芯的正极相连接，另一端与所述电容(Cl)相连接，所述电容(Cl)与所述电池保护电路相连接，所述第二电阻(R2)连接在所述电池负极与所述电池保护电路之间。
[0012]本发明实施例提供的电池保护电路及系统，在使用前，禁止电池充放电；而当检测到电池被接入充电器后，通过发送激活信号来激活电池的充放电功能，由此可以避免电池在使用前放置一段时间后就被耗光的问题，从而提高了用户的体验度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例提供的电池保护电路的电路图；
[0014]图2为本发明实施例提供的一种充电器检测电路的电路原理图；
[0015]图3为本发明实施例提供的另一种充电器检测电路的电路原理图；
[0016]图4本发明实施例提供的一种可编程电路的电路原理图；
[0017]图5本发明实施例提供的另一种可编程电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0020]本发明的电池保护电路及系统可以适用于使用锂电池的电子设备中，例如可用于蓝牙耳机、智能手机或平板电脑等便携式电子设备中。
[0021]图1为本发明实施例提供的电池保护电路的电路图，如图1所示，该电池保护电路包括:功能开关管101、充电器检测电路102、可编程电路103和充放电检测控制电路104。
[0022]功能开关管101连接于电池负极与充放电检测控制电路104之间。
[0023]充电器检测电路102，用于检测所述电池是否被接入充电器，当未检测到所述电池被接入充电器时，输出充放电关断信号；当检测到所述电池被接入充电器时，输出第一充放电激活信号。
[0024]可编程电路103，与充电器检测电路102相连接，用于当接收到所述充放电关断信号时，输出初始状态信号；当接收到所述第一充放电激活信号时，将所述初始状态信号改写为第二充放电激活信号。
[0025]优选地，可编程电路103为一次可编程电路，这样避免电池被激活后再次被误编程。
[0026]充放电检测控制电路104，与可编程电路103相连接，用于当接收到所述初始状态信号时，关闭功能开关管101，禁止所述电池充放电；当接收到所述第二充放电关断信号时，关闭功能开关管101，禁止所述电池充放电。
[0027]充放电检测控制电路104的正常工作功能包括充电过压检测保护功能，放电过压检测保护功能和放电过流检测保护功能。在有些应用中，还可以包括充电过流检测保护功能和充电器过压检测保护功能等。
[0028]所述充放电关断信号为第一输出信号CHG为低电平的信号，所述第一充放电激活信号为第一输出信号CHG为高电平的信号；所述初始状态信号为第二输出信号act为低电平的信号；所述第二充放电激活信号为第二输出信号act为高电平的信号。
[0029]可选地，功能开关管101包括第一 NMOS开关管MD105和第二 NMOS开关管MC106，第一 NMOS开关管MD105的源极与电芯的负极相连接，第一 NMOS开关管MD105的漏极与第二 NMOS开关管MC106的漏极相连接，第二 NMOS开关管(MC)的源极连接至电池负极VM，第一 NMOS开关管MD105的栅极、第二 NMOS开关管MC106的栅极分别与充放电检测控制电路104相连接。其中，第一 NMOS开关管MD105的栅极与充放电检测控制电路104连接后，可以接收充放电检测控制电路104的第一输出电压DO ;第二 NMOS开关管MC106的栅极与充放电检测控制电路104连接后，可以接收充放电检测控制电路104的第二输出电压CO。
[0030]当电池被第一次装配好之后，未接入充电器之前(也即未使用之前)，充电器检测电路102输出第一输出信号CHG为低电平的信号,可编程电路103输出第二输出信号act为低电平的信号(即初始状态信号)，第二输出信号act为低电平的信号可以控制充放电检测控制电路104停止工作，并将充放电检测控制电路104尽可能的关闭而减小其电流消耗。优选地，上述电流消耗被较小低于0.1毫安。此外,第二输出信号act为低电平的信号还可以控制充放电检测控制电路104的第一输出电压DO不低于地电压(G节点电压)，第一NMOS开关管MD105处于截止状态，这样实现对放电通路的切断，禁止电池放电，禁止电池放电后，即使电池存在放电通路，也无法消耗电池能量；同样的，第二输出信号act为低电平的信号还可以控制充放电检测控制电路104的第二输出电压CO不低于VMI电压，第二 NMOS开关管MC106处于截止状态，这样实现对充电通路的切断，禁止电池充电。
[0031]当装配后的电池第一次接入充电器后，充电器检测电路102检测到电池被接入充电器时，其输出第一输出信号CHG为高电平的信号，也即其第一输出信号CHG由低电平变为高电平，控制可编程电路103对其输出的初始状态信号进行改写，将其第二输出信号act由低电平改写为高电平，第二输出信号act为高电平的信号可以激活充放电检测控制电路104。此外，第二输出信号act为高电平的信号还可以控制充放电检测控制电路104的第一输出电压DO低于地电压，第一 NMOS开关管MD105导通，这样实现对放电通路的接通，控制电池放电，并检测电池的放电状态；同样的，第二输出信号act为高电平的信号还可以控制充放电检测控制电路104的第二输出电压CO低于VMI电压，第二 NMOS开关管MC106导通，这样实现对放电通路的接通，控制电池充电，并检测电池的充电状态。
[0032]图2为本发明实施例提供的一种充电器检测电路的电路原理图，如图2所示，该充电器检测电路包括:电流源1201、第三NMOS开关管丽202和反相器INV203。电流源1201的输入端输入模拟电源电压VDDA，电流源1201的输出端与第三NMOS开关管丽202的漏极相连接，第三NMOS开关管MN202的源极输入VMI电压，栅极输入地电压，漏极与反相器INV203的输入端相连接，反相器INV203的输出端输出第一输出信号CHG。
[0033]图2中，未接入充电器之前，也即未检测到电池被接入充电器时，VMI电压不会低于地电压，所以第三NMOS开关管丽202处于截止状态，模拟电源电压VDDA经电流源1201后至反相器INV203的输入端,也即反相器INV203的输入信号为高电平，则其第一输出信号CHG为低电平；第一次接入充电器后，也即检测到电池被接入充电器时，由于电池初始时处于禁止充放电的状态，电池负极的电压会被充电器拉低至低于地电压,导致VMI电压也低于地电压，所以第三NMOS开关管丽202导通，从而反相器INV203的输入信号变为低电平，其第一输出信号CHG变为高电平。
[0034]优选地，上述电流源1201的电流值为0.1毫安。
[0035]图3为本发明实施例提供的另一种充电器检测电路的电路原理图，如图3所示，该充电器检测电路包括:电阻R301、第三NMOS开关管丽302和反相器INV303。电阻R301的一端输入模拟电源电压VDDA，另一端与第三NMOS开关管MN202的漏极相连接，第三NMOS开关管MN302的源极输入VMI电压，栅极输入地电压，漏极与反相器INV303的输入端相连接，反相器INV303的输出端输出第一输出信号CHG。
[0036]图3中，其第一输出信号CHG也会根据是否接入充电器而相应的变为高低电平，其中第一输出信号CHG的变化方式与图2中第一输出信号CHG的变化方式相似，在此不作赘述。
[0037]优选地，上述电阻R301的电阻值大于I兆欧姆。
[0038]图4本发明实施例提供的一种可编程电路的电路原理图，如图4所示，该可编程电路包括:开关管K401、修调单元F402、反向器INV403和电流源1404。开关管K401的一端与修调单元F402相连接，另一端输入VMI电压，控制端与充电器检测电路相连接，修调单元F402的一端输入模拟电源电压VDDA，另一端与反向器INV403的输入端相连接，并且通过电流源1404接地，反向器INV404的输出端输出第二输出信号act。
[0039]图4中，未接入充电器之前(也即未使用之前)，开关管K401的控制端接收到的充电器检测电路的第一输出信号CHG为低电平，也即接收到充放电关断信号，开关管K401保持关断，修调单元F402表现为短路，模拟电源电压VDDA经修调单元F402后至反相器INV403的输入端，也即反相器INV403的输入信号为高电平，则第二输出信号act为低电平；第一次接入充电器后，开关管K401的控制端接收到的充电器检测电路的第一输出信号CHG为高电平，也即接收到第一充放电激活信号，开关管K401导通，大电流将从VDDA经过修调单元F402，并经过开关管K401流至VMI，导致修调单元F402被过大的电流烧断，形成断路，反向器INV403的输入信号变为低电平，则其第二输出信号act变为高电平。
[0040]需要说明的是，上述修调单元F402被烧断后，则不再有效，也即本发明中的电池只能被激活一次，由此，可以通过判断电池是否被激活过，来判断该电池是否被使用过。
[0041]优选地，上述电流源1404的电流值为0.1毫安。
[0042]图5本发明实施例提供的另一种可编程电路的电路原理图，如图5所示，该可编程电路包括:开关管K501、修调单元F502、反向器INV503和电阻R504。开关管K501的一端与修调单元F502相连接，另一端输入VMI电压，控制端与充电器检测电路相连接，修调单元F502的一端输入模拟电源电压(VDDA)，另一端与反向器INV503的输入端相连接，并且通过电阻R504接地，反向器INV503的输出端输出第二输出信号act。
[0043]图5中，其第二输出信号act也会根据是否接入充电器而相应的变为高低电平，其中第二输出信号act的变化方式与图4中第二输出信号act的变化方式相似，在此不作赘述。
[0044]优选地，上述电阻R504的电阻值大于I兆欧姆。另外，本发明还可以提供一种电池保护系统，该系统中包括第一电阻R1、第二电阻R2、电容Cl和上述实施例所述的电池保护电路，第一电阻(Rl)的一端与电芯的正极相连接，另一端与电容Cl相连接，电容Cl与电池保护电路相连接，第二电阻(R2)连接在电池负极与电池保护电路之间。
[0045]综上，本发明实施例提供的电池保护电路及系统，在使用前，禁止电池充放电；而当检测到电池被接入充电器后，通过发送激活信号来激活电池的充放电功能，由此可以避免电池在使用前放置一段时间后就被耗光的问题，从而提高了用户的体验度。此外，由于电池在使用前是未被激活的，所以可以通过判断电池是否已被激活过来判断电子设备和电池是否为新的产品。
[0046]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电池保护电路，其特征在于，所述电池保护电路包括:功能开关管、充电器检测电路、可编程电路和充放电检测控制电路； 所述功能开关管连接于电池负极与所述充放电检测控制电路之间； 所述充电器检测电路，用于检测所述电池是否被接入充电器，当未检测到所述电池被接入充电器时，输出充放电关断信号；当检测到所述电池被接入充电器时，输出第一充放电激活信号； 所述可编程电路，与所述充电器检测电路相连接，用于当接收到所述充放电关断信号时，输出初始状态信号；当接收到所述第一充放电激活信号时，将所述初始状态信号改写为第二充放电激活信号； 所述充放电检测控制电路，与所述可编程电路相连接，用于当接收到所述初始状态信号时，关闭所述功能开关管，禁止所述电池充放电；当接收到所述第二充放电激活信号时，打开所述功能开关管，控制所述电池充放电，并检测所述电池的充放电状态。
2.根据权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述功能开关管包括第一NMOS开关管(MD)和第二 NMOS开关管(MC)； 所述第一 NMOS开关管(MD)的源极与所述电芯的负极相连接，所述第一 NMOS开关管(MD)的漏极与所述第二 NMOS开关管(MC)的漏极相连接，所述第二 NMOS开关管(MC)的源极连接至所述电池负极，所述第一 NMOS开关管(MD)的栅极、所述第二 NMOS开关管(MC)的栅极分别与所述充放电检测控制电路相连接。
3.根据权利要求1或2所述的电池保护电路，其特征在于，所述充电器检测电路包括:电流源(II)、第三NMOS开关管(MNl)和反相器(INVl)； 所述电流源(Il)的输入端输入模拟电源电压(VDDA)，所述电流源(Il)的输出端与所述第三NMOS开关管(MNl)的漏极相连接，所述第三NMOS开关管(MNl)的源极输入VMI电压，栅极输入地电压，漏极与所述反相器(INVl)的输入端相连接，所述反相器(INVl)的输出端输出第一输出信号(CHG)。
4.根据权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述电流源(Il)的电流值为0.1晕安。
5.根据权利要求1或2所述的电池保护电路，其特征在于，将所述电流源(Il)替换为电阻(R3)。
6.根据权利要求5所述的电池保护电路，其特征在于，所述电阻(R3)的电阻值大于I兆欧姆。
7.根据权利要求1或2所述的电池保护电路，其特征在于，所述可编程电路包括:开关管(Kl)、修调单元(Fl)、反向器(INV2)和电流源(12)； 所述开关管(Kl)的一端与所述修调单元(Fl)相连接，另一端输入VMI电压，控制端与所述充电器检测电路相连接，所述修调单元(Fl)的一端输入模拟电源电压(VDDA)，另一端与所述反向器(INV2)的输入端相连接，并且通过所述电流源(12)接地，所述反向器(INV2)的输出端输出第二输出信号(act)； 当所述开关管(Kl)的控制端接收到所述充放电关断信号时，所述开关管(Kl)保持关断，所述修调单元(Fl)形成短路，所述反相器(INV2)的输入信号为高电平，所述第二输出信号(act)为低电平； 当所述开关管(KI)的控制端接收到所述第一充放电激活信号时，所述开关管(Kl)导通，大电流经过所述修调单元(Fl)，所述修调单元(Fl)被烧断，形成断路，所述反相器(INV2)的输入信号为低电平,所述第二输出信号(act)为高电平。
8.根据权利要求7所述的电池保护电路，其特征在于，所述电流源(Il)的电流值为0.1晕安。
9.根据权利要求1或2所述的电池保护电路，其特征在于，将所述电流源(12)替换为电阻(R4)。
10.根据权利要求9所述的电池保护电路，其特征在于，所述电阻(R4)的电阻值大于I兆欧姆。
11.一种电池保护系统，其特征在于，所述系统包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、电容(Cl)和如权利要求1?10任一项所述的电池保护电路； 所述第一电阻(Rl)的一端与电芯的正极相连接，另一端与所述电容(Cl)相连接，所述电容(Cl)与所述电池保护电路相连接，所述第二电阻(R2)连接在所述电池负极与所述电池保护电路之间。
【文档编号】H02J7/00GK104348233SQ201410666105
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】王钊 申请人:无锡中星微电子有限公司