一种电池保护系统和锂电保护芯片的制作方法

本发明涉及锂电保护，具体涉及一种电池保护系统和锂电保护芯片。

背景技术：

1、随着锂电池越来越广泛应用于各个领域，它的安全性也愈发重要。其中，

2、锂电池保护芯片可以对锂电池进行保护，以保证其充放电的安全性。

3、市面上的锂电池保护芯片通常包括充电过压保护电路、放电过压保护电路、充电过流保护电路、放电过流保护电路等。如充电过压保护电路用于实时检测vdd端子-vss端子间的电池电压，并将检测得到的电压与充电过压参考电压进行比较，然后基于比较结果对锂电池进行充电过压保护；如放电过压保护电路用于实时检测vdd端子-vss端子间的电池电压，并将检测得到电压与放电过压参考电压进行比较，然后基于比较结果对锂电池进行放电过压保护；如充电过流保护电路用于实时检测vm端子-vss端子间的电压差，并将该电压差与充电过流参考电压进行比较，然后基于比较结果对锂电池进行充电过流保护。

4、可以看出，现有的锂电保护方案中，充电过压保护电路、放电过压保护电路、充电过流保护电路、放电过流保护电路等各个保护电路之间是互相独立的，独立设置的原因是：各个保护电路用于保护的参考电压是不同的，如用于充电过压保护的参考电压与用于放电过压保护的参考电压不同，且两者差别较大。参考电压是基于参考电压产生模块产生的，本领域公知，参考电压产生模块的电路结构复杂，因此，当需要产生这多个保护电路的参考电压时，参考电压产生模块需要较大的电路面积，这导致整个芯片电路的面积较大、功耗较高。

技术实现思路

1、本发明提供一种电池保护系统和锂电保护芯片，以解决电路面积较大、功耗较高的问题，同时能保障过压检测电路的电路稳定性。

2、为了解决上述问题，从第一方面，本发明公开了一种电池保护系统，包括：过压检测电路和用于提供时序控制逻辑的时序控制电路；基于时序控制逻辑：过压检测电路用于对电池电压进行检测，并根据检测得到的过压采样电压和过压参考电压输出对应的过压检测信号；其中，过压检测电路包括：第一电阻调节模块，用于根据当前接收的过压检测修调码，对电池电压的采样电阻进行调节以输出该过压采样电压。

3、在本发明一实施例中，过压检测电路按第一时间间隔对电池电压进行检测。

4、在本发明一实施例中，过压检测修调码为充电过压检测修调码或放电过压检测修调码；过压检测电路还包括过压检测使能开关和修调码切换元件，第一电阻调节模块基于过压检测使能开关导通接入电池电压，修调码切换元件用于切换充电过压检测修调码或放电过压检测修调码输入第一电阻调节模块；其中，过压检测使能开关基于过压检测使能信号有效导通；当过压检测使能信号为充电过压检测使能信号时，第一电阻调节模块接收充电过压检测修调码；当过压检测使能信号为放电过压检测使能信号时，第一电阻调节模块接收放电过压检测修调码。

5、在本发明一实施例中，第一电阻调节模块包括：第一调节开关元件以及多个电阻通过串并联组成的第一电阻结构；其中，在第一电阻结构接入电池电压的情况下，第一调节开关元件根据接收到的过压检测修调码调节第一电阻结构，以使第一电阻结构产生过压采样电压。

6、在本发明一实施例中，第一电阻结构包括至少两级串联电路；相邻级串联电路之间并联，以实现后一级串联电路对前一级串联电路上的两个节点电压的进一步分压；其中，在第一电阻结构中，至少有一级串联电路用于接电池电压，以及有一级串联电路的一节点电压相应作为该过压采样电压。

7、在本发明一实施例中，第一调节开关元件包括至少一组调节开关；至少一组调节开关基于接收到的过压检测修调码，对至少一级串联电路接入的电阻个数进行调节。

8、在本发明一实施例中，第一调节开关元件包括至少一组第一选择开关；每组第一选择开关连接在相邻级串联电路之间，并基于接收到的过压检测修调码，选择前一级串联电路中的任意两个节点与后一级串联电路并联。

9、在本发明一实施例中，第一调节开关元件包括第二选择开关；第二选择开关基于接收到的过压检测修调码，选择其中一级串联电路上的目标节点电压作为该过压采样电压。

10、在本发明一实施例中，过压检测电路还包括第二电阻调节模块，第二电阻调节模块包括第二调节开关元件以及具有多个电阻的第二电阻结构；第二调节开关元件用于根据接收的过压参考修调码调节第二电阻结构；第二电阻结构与基准源连接，以基于基准源产生的基准电流或基准电压产生过压参考电压。

11、在本发明一实施例中，第二电阻结构包括至少两级串联电路；相邻级串联电路之间并联，以实现后一级串联电路对前一级串联电路上的两个节点电压的进一步分压；其中，在第二电阻结构中，至少有一级串联电路用于接入基准电流或基准电压，以及有一级串联电路的一节点电压相应作为该过压参考电压。

12、在本发明一实施例中，过压检测电路还包括复用开关元件、采样保持模块以及第一比较模块；第一电阻调节模块通过复用开关元件切换，实现根据当前接收的过压检测修调码对电池电压的采样电阻进行调节以向第一比较模块输入过压采样电压，或实现根据接收的过压参考修调码对其自身电阻结构进行调节以基于基准源产生的基准电流或基准电压产生过压参考电压，过压参考电压经采样保持模块输入第一比较模块。

13、在本发明一实施例中，电池保护系统还包括过流检测电路；基于时序控制逻辑：过流检测电路用于对电池进行过流检测，并根据检测得到的过流采样电压和过流参考电压输出对应的过流检测信号。

14、在本发明一实施例中，过流检测电路包括基准源、第二比较模块以及第三电阻调节模块；第三电阻调节模块包括第三调节开关元件以及具有多个电阻的第三电阻结构；过流检测电路基于时序控制逻辑切换第一工作模式和第二工作模式；在第一工作模式下，第三调节开关元件根据接收的放电过流检测修调码对第三电阻结构进行调节，第三电阻结构基于基准源产生的基准电流产生第一过流参考电压，第二比较模块基于电池的第一过流采样电压和第一过流参考电压产生过流检测信号；在第二工作模式下，第三调节开关元件根据接收的充电过流检测修调码对第三电阻结构进行调节，第三电阻结构基于基准源产生的基准电流对电池的第一过流采样电压进行抬升以产生第二过流采样电压，第二比较模块基于第二过流采样电压和第二参考电压产生过流检测信号。

15、在本发明一实施例中，第三电阻结构包括至少两级串联电路；相邻级串联电路之间并联，以实现后一级串联电路对前一级串联电路上的两个节点电压的进一步分压；其中，在所述第三电阻结构中，至少有一级串联电路用于接入基准电流，以及有一级串联电路的一节点用于作为第一过流参考电压或第二过流采样电压。

16、在本发明一实施例中，电池保护系统还包括过流检测电路，过流检测电路包括基准源、第二比较模块；第二电阻调节模块基于过压检测电路中的复用开关元件切换接入过流检测电路，过流检测电路基于时序控制逻辑切换第一工作模式和第二工作模式；在第一工作模式下，第二电阻调节模块的第二调节开关元件根据接收的放电过流检测修调码对其第二电阻结构进行调节，第二电阻结构基于基准源产生的基准电流产生第一过流参考电压，第二比较模块基于电池的第一过流采样电压和第一过流参考电压产生过流检测信号；在第二工作模式下，第二调节开关元件根据接收的充电过流检测修调码对第二电阻结构进行调节，第二电阻结构基于基准源产生的基准电流对电池的第一过流采样电压进行抬升以产生第二过流采样电压，第二比较模块基于第二过流采样电压和第二参考电压产生过流检测信号。

17、在本发明一实施例中，过流检测电路按第二时间间隔对电池进行过流检测。

18、从第二方面，本发明还公开了一种锂电保护芯片，包括如本发明第一方面所述的电池保护系统。

19、本发明包括以下优点：

20、本发明的电池保护系统包括：过压检测电路和用于提供时序控制逻辑的时序控制电路；基于该时序控制逻辑：过压检测电路用于对电池电压进行检测，并根据检测得到的过压采样电压和过压参考电压输出对应的过压检测信号；其中，该过压检测电路包括：用于根据当前接收的过压检测修调码，对电池电压的采样电阻进行调节以输出该过压采样电压的第一电阻调节模块。由于本发明的电池电压的采样电阻是可调节的，因此用于充电过压判断的过压参考电压和用于放电过压判断的参考电压可以为同一个，相比现有技术有效节约了参考电压产生模块的电路面积，同时也节省了功耗；而因第一电阻调节模块是根据充电过压检测修调码或放电过压检测修调对电池电压的采样电阻进行调节，不仅可以满足所输出的过压采样电压与该过压参考电压接近，还具有调节速度快的优点，所以本发明还能避免用于过压比较的第一比较模块上的寄生电容电压突变，可保障过压检测电路的稳定性。