电源管理电路的制作方法

【】本发明涉及电池管理领域，特别涉及一种电源管理电路。

背景技术

0、
背景技术：

1、典型输出电压为1.5v的干电池在消费类电子产品中有非常广泛的应用。随着锂电池、钠电池等储能电芯的出现，出现了替代碱性电池的产品方案，即，采用可重复充电的电芯，通过电源管理电路，把电芯电压转为碱性电池电压输出，模拟干电池，以替代干电池应用。这种方案具有电量高，循环次数增加的优势。

2、图1为现有技术中的电源管理电路的电路结构示意图。如图1所示的，所述电源管理电路包括第一电压端p+、第二电压端p-、电芯单元bat、电压转换控制器110、充电控制器120、放电过压检测电路130、充电检测电路140、转换输出电路150、充电开关管mp2。所述转换输出电路150包括第一开关管mp1、第二开关管mn1、输出电感l和输出电容c。所述电压转换控制器110为直流-直流降压型(dc-dc buck)电压转换控制器。

3、当充电检测电路140检测到第一电压端p+的电压高于电芯单元bat的第一电芯端vb的电压时，则判断第一电压端p+、第二电压端p-之间接有充电器，并通过信号chrg_on控制充电控制器120工作，通过充电开关管mp2控制对电芯单元的充电电流。同时，通过信号chrg_on控制电压转换控制器110停止工作，此时第一开关管mp1的栅极控制信号p_drv为高电平，第一开关管mp1断开，第二开关管mn1的栅极控制信号n_drv为低电平，第二开关管mn1断开。

4、当放电过压检测电路130判断第一电芯连接端vb的电压过低，则通过输出信号od_state控制电压转换控制器110停止工作，此时第一开关管mp1的栅极控制信号p_drv为高电平，第一开关管mp1断开，第二开关管mn1的栅极控制信号n_drv为低电平，第二开关管mn1断开。

5、当充电检测电路140检测到第一电压端p+的电压低于电芯单元bat的第一电芯端vb的电压时，则判断第一电压端p+、第二电压端p-之间未接有充电器，并通过信号chrg_on控制充电控制器120停止工作，此时在充电开关管mp2的栅极控制信号chg_drv为高电平，使得充电开关管mp2断开。同时，通过信号chrg_on不再禁止电压转换控制器110工作。

6、当放电过压检测电路130判断第一电芯连接端vb的电压未处于过低状态时，则通过信号od_state不再禁止电压转换控制器110工作。

7、当充电检测电路140检测到第一电压端p+的电压低于第一电芯连接端vb的电压且放电过压检测电路130判断vb电压未处于过低状态，则没有信号禁止电压转换控制器110工作，电压转换控制器110输出控制信号p_drv、n_drv，调节p+/p-输出具有带负载能力的恒定电压。

8、在电芯单元电压过低的时候，为保证电芯电量不再继续快速下降，其电压转换控制器110会停止工作，且为了支持从p+/p-端充电，第一开关管pm1与第二开关管nm1都会断开或截止。但第二开关管nm1截止的做法，在多节模拟干电池的串联应用下，会存在有安全风险的缺陷。

9、图2为图1中的电源管理电路进行串联应用时的电路结构示意图。在该电芯单元bat1的电量下降触发放电过压保护时，该电芯单元的电压转换控制器110会使得第二开关管nm1截止(断开)。此时，如果串联的多个电芯单元bat1-batn的负载load仍在从串联的多个电芯单元bat1-batn索取负载电流i_load，负载电流就会在电芯单元bat1对应的第二开关管nm1的寄生体二极管d1，该寄生体二极管d1大电流正向导通会造成两个风险。第一个风险为：由于寄生体二极管的导通电压，发热变大；第二个风险为：寄生体二极管的正偏导通可能引发寄生三级管的导通，增加已处于低电量的电芯单元bat1耗电，甚至进而触发闩锁效应。上述两个风险都可能造成器件或芯片的损坏。

10、因此，有必要提出一种新的技术方案来克服上述问题。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种电源管理电路，其可以使得电芯单元在参与串联应用时，避免损坏。

2、根据本发明的一个方面，本发明提出一种电源管理电路，其包括：第一电压端、第二电压端；电芯单元，其包括有第一电芯连接端和第二电芯连接端；转换输出电路，其包括第一开关管、第二开关管、输出电感和输出电容，所述输出电容耦接于第一电压端和第二电压端之间，第一开关管耦接于第一电芯连接端和中间节点a之间，所述输出电感耦接于中间节点a和第一电压端之间，第二电芯连接端与第二电压端耦接，第二开关管耦接于中间节点a和第二电压端之间；耦接于第一电芯连接端和第二电芯连接端之间的电压转换控制器，其第一控制输出端与第一开关管的控制端耦接，其第二控制输出端与第二开关管的控制端耦接；耦接于中间节点a和第一电芯连接端之间的充电开关管；充电控制器，其充电控制输出端耦接至所述充电开关管的控制端；耦接于第一电芯连接端和第二电芯连接端之间的放电过压检测电路，其检测所述电芯单元是否放电过压，在所述电芯单元放电过压时，输出有效的放电过压信号给所述电压转换控制器，在所述放电过压信号有效且未连接充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管导通，在所述放电过压信号有效且连接有充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管断开，在所述电芯单元未放电过压时，输出无效的放电过压信号给所述电压转换控制器，在所述放电过压信号为无效且未连接充电器时，所述电压转换控制器正常工作，此时所述电压转换控制器控制第一开关管和第二开关管交替导通，以通过第一电压端和第二电压端输出预定输出电压，在所述放电过压信号为无效且连接有充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管断开。

3、与现有技术相比，本发明在所述放电过压信号有效(表示放电过压或电芯单元的电压过低)且未连接充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管导通，在所述放电过压信号有效且连接有充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管断开，在所述放电过压信号为无效(表示未放电过压或电芯单元的电压不过低)且未连接充电器时，所述电压转换控制器正常工作，在所述放电过压信号为无效且连接充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管断开，这样可以使得所述电芯单元在参与串联应用时，避免损坏。

技术特征：

1.一种电源管理电路，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述放电过压检测电路通过将第一电芯连接端的电压值与预定电压阈值进行比较确定所述电芯单元是否放电过压。

3.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第一电压端耦接至所述电压转换控制器的反馈输入端，

4.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，所述第二开关管包括多个第二开关单元，在所述放电过压信号有效且未连接充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、至少控制部分第二开关单元导通。

5.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，其还包括：

6.根据权利要求5所述的电源管理电路，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的电源管理电路，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种电源管理电路，其包括：电芯单元；转换输出电路，其包括第一开关管、第二开关管、输出电感和输出电容；电压转换控制器；充电开关管；充电控制器；放电过压检测电路，其检测所述电芯单元是否放电过压，在放电过压信号有效且未连接充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管导通，在所述放电过压信号有效且连接有充电器时，所述电压转换控制器停止工作，并控制第一开关管断开、第二开关管断开。这样，可以使得所述电芯单元在参与串联应用时，避免由于第二开关的寄生体二极管而导致的风险。

技术研发人员：尹航,杨晓东
受保护的技术使用者：无锡中感微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27