一种动力电池管理控制集成电路的制作方法
【专利摘要】本发明适用于动力电池技术领域，提供了一种动力电池管理控制集成电路，包括集成于芯片内的唤醒电路、电机驱动控制电路、输入电池电压检测电路、以及用于连接外部负载识别电路的识别输出引脚组；所述唤醒电路用于芯片的唤醒及过流检测；所述电机驱动控制电路用于在所述识别输出引脚组输出PWM控制信号，控制负载马达的开关、及转速；所述输入电池电压检测电路用于动力电池的正极电压采样。本发明实施例通过集成于芯片内的唤醒电路、电机驱动控制电路、输入电池电压检测电路、以及用于连接外部负载识别电路的识别输出引脚组，使得动力电池管理控制电路简单，集成度高，外围元器件减少，同时降低待机功耗高、以及减少使用成本。
【专利说明】
一种动力电池管理控制集成电路
技术领域
[0001]本发明属于动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池管理控制集成电路。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步，便携式电动工具在我们的生活中应用越来越广泛，作为其电力来源的电池技术也不断发展。从环境保护和重复性使用方面考虑，二次电池的需求量日益增长，而锂电池凭借其独特的优点，如能量密度高、使用寿命长、放电电压高和无记忆效应等，成为便携式电动工具的理想电池。为了满足便携式电动工具对电压和容量的需求，可以用锂电池组来供电。而锂电池相对脆弱，如过充电和高温可能对电池造成极大损坏，对其充放电电路也提出了严格的要求。因此在使用过程中，对锂电池组电压、电流和温度参数的监控以及合理的保护电路是锂电池组正常、安全工作所必不可少的。现在主要设计是用一个以微控制器(M⑶)为核心的锂电池组智能监控系统，并对锂电池组充电、放电进行保护。控制器实时的采集锂电池组的电压、电流、温度参数，为动态保护控制和剩余电量估算提供依据，同时通过LED/LCD显示信息，可以了解电池的使用状况。在充/放电控制方面，预充电阶段，可由MCU产生的PffM波控制，进行小电流充电，然后进行进入正常充电过程。在充放电中，若出现温度、电压、电流等异常现象，控制系统可有效的切断回路，产生保护作用并发出对应的报警信号。
[0003]但是现有动力电池组智能监控电路复杂，集成度低，导致外围元器件多，同时待机功耗尚、成本尚。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种动力电池管理控制集成电路，旨在解决现有动力电池组智能监控电路复杂，集成度低，导致外围元器件多，同时待机功耗高、成本高的问题。
[0005]本发明实施例是这样实现的，一种动力电池管理控制集成电路:
[0006]包括设置在芯片内的微处理器、存储器，其特征在于，还包括集成于芯片内的唤醒电路、电机驱动控制电路、输入电池电压检测电路、以及用于连接外部负载识别电路的识别输出引脚组；
[0007]所述唤醒电路用于芯片的唤醒及过流检测，当动力电池有负载接入时，唤醒电路依据所述识别输出引脚组电压的变化把芯片从休眠状态中唤醒，当动力电池处于放电转态时，依据所述识别输出引脚组电压的变化判断是否短路、过流；
[0008]所述电机驱动控制电路用于在所述识别输出引脚组输出P丽控制信号，控制负载马达的开关、及转速；
[0009]所述输入电池电压检测电路用于动力电池的正极电压采样。
[0010]进一步的，所述识别输出引脚组包括充电控制引脚、唤醒及过流检测正极引脚、唤醒及过流检测负极引脚:
[0011 ]充电控制引脚，用于控制充电功率管的开启或关断；
[0012]唤醒及过流检测正极引脚，当动力电池有负载接入时，此引脚出现高电压将芯片从休眠中唤醒，当动力电池充电时，此引脚电压采样用于判断是否发生充电过流现象，当动力电池向负载充电放电时，此引脚电压采样用于检测外部负载型号，根据外部负载型号设定短路电流点；
[0013]唤醒及过流检测负极引脚，当动力电池有负载接入时，此引脚出现电压的变化把芯片从休眠状态中唤醒，当动力电池处于放电转态时，依据此引脚电压的变化判断是否短路、过流；
[0014]所述芯片还设置有:
[0015]多个电池电压采样引脚，对动力电池正极进行电压采样；
[0016]马达控制引脚，用于输出PffM控制信号，控制负载马达的开关、及转速；
[0017]滤波引脚，接滤波电路；
[0018]接地引脚，将芯片接电源地；
[0019]读数据引脚，用于异步方式读数据，并用于I/O接口；
[0020]写数据引脚，用于异步方式写数据，并用于同充电器进行通信；
[0021]使用模式选择引脚，配置芯片进入user模式或test模式及对动力电池温度采样；
[0022]芯片复位引脚，外部加高电平脉冲信号时可将芯片复位，并用于检测外部负载型号时提供出输出所需的5V电压。
[0023]进一步的，所述芯片还设置有:
[0024]多个独立I/O引脚；
[0025]数据引脚，作为IIC通讯的数据线；
[0026]时钟引脚，作为IIC通讯的时钟信号线；
[0027]温度采样引脚，对动力电池温度采样；
[0028]调速采样引脚，对马达调速控制信号进行采样。
[0029]进一步的，所述芯片采用S0P16形式封装，其中所述电池电压采样引脚为六个。
[0030]进一步的，所述芯片采用SS0P24形式封装，其中所述电池电压采样引脚为六个，所述I/O引脚为四个。
[0031]进一步的，所述集成于所述芯片内的唤醒电路包括:
[0032]电阻R19，与电阻R19—端连接的场效应管Q8的G极，场效应管Q8的S极和电阻R19另一端接地，场效应管Q8的D极连接电阻R3的一端、场效应管Q7的D极，场效应管Q7的S极接地、G极连接电阻R14、R15、R28的一端，电阻R28的另一端连接电容C37的一端，电容C37的另一端输出负载充电脉冲信号；
[0033]电阻R3的另一端连接电阻Rl的一端、三极管Ql的B极，电阻Rl的另一端、三极管Ql的E极连电池电源DC+，所述三极管QI的C极连接电阻R9、R4的一端、及负载驱动端M0S_DRV，电阻R9的另一端连接电容C5、电阻R46的一端及三极管Q18的C极，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R46的另一端连接三极管Q18的B极以及稳压单元Ul的第3引脚，稳压单元Ul的第I引脚接地并连接电阻R25的一端，所述电阻R25的另一端连接稳压单元Ul的第2引脚以及电阻R43的一端，所述电阻R43的另一端连接三极管Ql 8的E极、以及电容C3、C4的一端并连接DC+5V电源输出端，所述电容C3、C4的另一端接地；
[0034]所述电阻R4的另一端连接电源使能端DCE、电阻R32的一端、场效应管Q3的G极，电阻R3 2的另一端接地，所述场效应管Q3的D极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电容C2、电阻R27的一端、以及负载充电负极引脚P-，所述电阻R27的另一端接地，电容C2的另一端连接电阻R14的另一端，所述场效应管Q3的S极连接电阻R2、二极管ZD1、电容Cl的一端，所述电阻R2、二极管ZDl、电容Cl的另一端接地。
[0035]进一步的，所述集成于所述芯片内的电机驱动控制电路包括:
[0036]电阻R7—端连接芯片的马达控制弓丨脚M0T0R_SW、场效应管Q2的G极，所述电阻R7的另一端及场效应管Q2的S极接地，场效应管Q2的D极连接电阻Rll、R5的一端及场效应管Q6的G极，所述电阻Rll的另一端及场效应管Q6的S极接地，所述电阻R5的另一端连接所述唤醒电路的负载驱动端M0S_DRV、以及电阻R6的一端，所述场效应管Q6的D极连接电阻R6的另一端、电阻R12的一端以及场效应管Q4的G极，所述电阻R12的另一端接地，所述场效应管Q4的D极连接所述负载充电负极引脚P-、以及二极管D3、D4的输入端，所述极管D3、D4的输出端连接供电电源DC+，所述场效应管Q4的G极还同时连接场效应管Q5、Q44、Q55的G极，所述场效应管Q4的D极还同时连接场效应管Q5、Q44、Q55的D极，所述场效应管Q4、Q5、Q44、Q55的S极接地。
[0037]进一步的，所述集成于所述芯片内的输入电池电压检测电路包括:
[0038]电阻R31的一端连接电池CELLl 1、及4.2V电源，电阻R31的另一端连接场效应管Ql 2的D极，场效应管Q12的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q12的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R35、电容Cl 3的一端，所述电阻R35、电容Cl 3的另一端接地；
[0039]电阻R16的一端连接电池CELL12、及8.4V电源，电阻R16的另一端连接场效应管Q9的D极，场效应管Q9的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q9的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻Rl 8、电容C6的一端，所述电阻Rl 8、电容C6的另一端接地；
[0040]电阻R21的一端连接电池CELL13、及12.6V电源，电阻R21的另一端连接场效应管Ql I的D极，场效应管Ql I的G极连接电源使能端DCE，场效应管Ql I的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R23、电容C9的一端，所述电阻R23、电容C9的另一端接地；
[0041 ] 电阻R26的一端连接电池CELL14、及16.8V电源，电阻R26的另一端连接场效应管Q13的D极，场效应管Q13的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q13的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R29、电容C12的一端，所述电阻R29、电容C12的另一端接地；
[0042]电阻R17的一端连接电池CELL15、及DC+21V电源，电阻R17的另一端连接场效应管QlO的D极，场效应管QlO的G极连接电源使能端DCE，场效应管QlO的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R20、电容C7的一端，所述电阻R20、电容C7的另一端接地。
[0043]本发明实施例的动力电池管理控制集成电路，通过集成于芯片内的唤醒电路、电机驱动控制电路、输入电池电压检测电路、以及用于连接外部负载识别电路的识别输出引脚组，使得动力电池管理控制电路简单，集成度高，外围元器件减少，同时降低待机功耗高、以及减少使用成本。
【附图说明】
[0044]图1是本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路模块图；
[0045]图2是本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路芯片引脚示意图；
[0046]图3是本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路应用示意图；
[0047]图4是本发明第二实施例提供的动力电池管理控制集成电路芯片引脚示意图；
[0048]图5是本发明第二实施例提供的动力电池管理控制集成电路应用示意图；
[0049]图6是本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路中唤醒电路示意图；
[0050]图7是本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路中电机驱动控制电路示意图；
[0051]图8是本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路中输入电池电压检测电路示意图。
【具体实施方式】
[0052]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0053]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0054]还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0055]图1示出了本发明实施例提供的一种动力电池管理控制集成电路，
[0056]包括设置在芯片I内的微处理器11、存储器12，其中，还包括集成于芯片内的唤醒电路13、电机驱动控制电路14、输入电池电压检测电路15、以及用于连接外部负载识别电路20的识别输出引脚组16;
[0057]所述唤醒电路13用于芯片的唤醒及过流检测，当动力电池有负载接入时，唤醒电路依据所述识别输出引脚组16电压的变化把芯片从休眠状态中唤醒，当动力电池处于放电转态时，依据所述识别输出引脚组16电压的变化判断是否短路、过流；
[0058]所述电机驱动控制电路14用于在所述识别输出引脚组16输出HVM控制信号，控制负载马达的开关、及转速；
[0059]所述输入电池电压检测电路15用于动力电池的正极电压采样。
[0060]本发明实施例中，所述识别输出引脚组包括充电控制引脚、唤醒及过流检测正极引脚、唤醒及过流检测负极引脚，具体在本发明实施例中，如图2所示，所述芯片采用S0P16形式封装，其中所述电池电压采样引脚为六个，其中的各引脚设置如下:
[0061]充电控制引脚Charge_Ctrl，用于控制充电功率管的开启或关断；
[0062]唤醒及过流检测正极弓I脚AD_ChargeDet，当动力电池有负载接入时，此引脚出现高电压将芯片从休眠中唤醒，当动力电池充电时，此引脚电压采样用于判断是否发生充电过流现象，当动力电池向负载充电放电时，此引脚电压采样用于检测外部负载型号，根据外部负载型号设定短路电流点；
[0063]唤醒及过流检测负极引脚AD_CUrrent，当动力电池有负载接入时，此引脚出现电压的变化把芯片从休眠状态中唤醒，当动力电池处于放电转态时，依据此引脚电压的变化判断是否短路、过流；
[0064]所述芯片还设置有:
[0065 ] 多个电池电压采样引脚，分别为:AD_1 /CI k_i η、AD_2、AD_3、AD_4、AD_5、AD_6，对动力电池正极进行电压采样，多个电池电压采样弓I脚可以对多级动力电池进行采样，其中AD_1/Clk_in引脚在MCU进入test模式时为外部时钟输入管脚；
[0066]马达控制引脚Motor_sw，用于输出PffM控制信号，控制负载马达的开关、及转速；
[0067]滤波引脚Cap，接滤波电路；
[0068]接地引脚GND，将芯片接电源地；
[0069]读数据引脚Rx/1，用于异步方式读数据，并用于I/O接口；
[0070]写数据引脚TX/Charger_COm，用于异步方式写数据，并用于同充电器进行通信；[0071 ] 使用模式选择引脚AD_ntc/mode，配置芯片进入user模式或test模式以及对动力电池温度采样；
[0072]芯片复位引脚5V/AD_Wakeup，外部加高电平脉冲信号时可将芯片复位，同时用于检测外部负载型号时提供出输出所需的5V电压。
[0073]在本发明实施例中，SS0P16封装芯片集成电路的应用如图3所示，其中CONl为负载识别电路连接外部负载的接口。
[0074]作为本发明的另一个实施例，如图4所示，所述芯片采用SS0P24形式封装，其中所述电池电压采样引脚为六个，所述I/O引脚为四个，具体的，所述芯片包括S0P16封装的所有引脚外，还设置有:
[0075]多个独立I/O 引脚，分别为 10_led2、10_led3、10_led4;
[0076]数据引脚SDA，作为IIC通讯的数据线；
[0077]时钟引脚SCL，作为IIC通讯的时钟信号线；
[0078]温度采样引脚AD_ntcl，对动力电池温度采样；
[0079 ]调速采样弓I脚AD_go verner，对马达调速控制信号进行采样；
[0080]其集成电路的应用如图5所示，10_led2、10_led3、10_led4连接LED灯以表示过流、短路、欠压、过温等状态。
[0081]如图6所示，在本发明实施例中，所述集成于所述芯片内的唤醒电路包括:
[0082]电阻R19，与电阻R19—端连接的场效应管Q8的G极，场效应管Q8的S极和电阻R19另一端接地，场效应管Q8的D极连接电阻R3的一端、场效应管Q7的D极，场效应管Q7的S极接地、G极连接电阻R14、R15、R28的一端，电阻R28的另一端连接电容C37的一端，电容C37的另一端输出负载充电脉冲信号；
[0083]电阻R3的另一端连接电阻Rl的一端、三极管Ql的B极，电阻Rl的另一端、三极管Ql的E极连电池电源DC+，所述三极管Ql的C极连接电阻R9、R4的一端、及负载驱动端M0S_DRV，电阻R9的另一端连接电容C5、电阻R46的一端及三极管Q18的C极，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R46的另一端连接三极管Q18的B极以及稳压单元Ul的第3引脚，稳压单元Ul的第I引脚接地并连接电阻R25的一端，所述电阻R25的另一端连接稳压单元Ul的第2引脚以及电阻R43的一端，所述电阻R43的另一端连接三极管Ql 8的E极、以及电容C3、C4的一端并连接DC+5V电源输出端，所述电容C3、C4的另一端接地；
[0084]所述电阻R4的另一端连接电源使能端DCE、电阻R32的一端、场效应管Q3的G极，电阻R3 2的另一端接地，所述场效应管Q3的D极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电容C2、电阻R27的一端、以及负载充电负极引脚P-，所述电阻R27的另一端接地，电容C2的另一端连接电阻R14的另一端，所述场效应管Q3的S极连接电阻R2、二极管ZD1、电容Cl的一端，所述电阻R2、二极管ZDl、电容Cl的另一端接地；
[0085]集成后的唤醒电路，在动力电池的待机状态时，实现零功耗，只有在负载接入后才唤醒，并进行充放电管理，使得动力电池的电能得到合理利用，不浪费。
[0086]如图7所示，在本发明实施例中，所述集成于所述芯片内的电机驱动控制电路包括:
[0087]电阻R7—端连接芯片的马达控制引脚M0T0R_SW、场效应管Q2的G极，所述电阻R7的另一端及场效应管Q2的S极接地，场效应管Q2的D极连接电阻Rll、R5的一端及场效应管Q6的G极，所述电阻Rll的另一端及场效应管Q6的S极接地，所述电阻R5的另一端连接所述唤醒电路的负载驱动端M0S_DRV、以及电阻R6的一端，所述场效应管Q6的D极连接电阻R6的另一端、电阻R12的一端以及场效应管Q4的G极，所述电阻R12的另一端接地，所述场效应管Q4的D极连接所述负载充电负极引脚P-、以及二极管D3、D4的输入端，所述极管D3、D4的输出端连接供电电源DC+，所述场效应管Q4的G极还同时连接场效应管Q5、Q44、Q55的G极，所述场效应管Q4的D极还同时连接场效应管Q5、Q44、Q55的D极，所述场效应管Q4、Q5、Q44、Q55的S极接地。
[0088]如图8所示，在本发明实施例中，所述集成于所述芯片内的输入电池电压检测电路包括:
[0089 ] 电阻R31的一端连接电池CELLl 1、及4.2V电源，电阻R31的另一端连接场效应管Ql 2的D极，场效应管Q12的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q12的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R35、电容Cl 3的一端，所述电阻R35、电容Cl 3的另一端接地；
[0090]电阻R16的一端连接电池CELL12、及8.4V电源，电阻R16的另一端连接场效应管Q9的D极，场效应管Q9的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q9的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻Rl 8、电容C6的一端，所述电阻Rl 8、电容C6的另一端接地；
[0091]电阻R21的一端连接电池CELL13、及12.6V电源，电阻R21的另一端连接场效应管Ql I的D极，场效应管Ql I的G极连接电源使能端DCE，场效应管Ql I的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R23、电容C9的一端，所述电阻R23、电容C9的另一端接地；
[0092]电阻R26的一端连接电池CELL14、及16.8V电源，电阻R26的另一端连接场效应管Q13的D极，场效应管Q13的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q13的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R29、电容C12的一端，所述电阻R29、电容C12的另一端接地；
[0093]电阻R17的一端连接电池CELL15、及DC+21V电源，电阻R17的另一端连接场效应管QlO的D极，场效应管QlO的G极连接电源使能端DCE，场效应管QlO的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R20、电容C7的一端，所述电阻R20、电容C7的另一端接地。
[0094]在本发明实施例中，通过集成的硬件电路和软件程序的控制，使得芯片具有如下优点:
[0095]1、由于唤醒电路的作用，在动力电池待机时做到零功耗。
[0096]2、由于集成了大部分电路于芯片内，使得外围电路简洁，
[0097](I)外围分立器件数量大大减少，这样PCB LAYOUT可以由双面板变成单面板
[0098](2)针对锂电池包管理应用，对芯片引脚排布优化，便于制作兼容2?6节单体串联锂电池包管理控制的PCB板。
[0099]3、完善的充电保护功能
[0100](I)充电时可实时监测单体电池电压与充电电流，
[0101](2)可通过软件设置不同的充电过流保护点与保护延时，
[0102](3)有两个外置温敏电阻检测端口，可在充电时进行实时温度检测。
[0?03]4、完善的放电保护功能
[0104](I)放电时实时监测单体电池电压与放电电流，单体电池电压检测精度与充电时相同，
[0105](2)通过软件设置不同的放电过流保护点与保护延时，
[0106](3)快速响应短路故障，保护点可通过软件编程设置，在短路发生后10us内切断输出，
[0107](4)放电实时温度检测。
[0108]5、可靠的对外通讯功能
[0109](I)采用UART向外界传递电压、电流、温度等物理量信息，也可通过UART对芯片进行编程，
[0110](2)留有充电器单线控制接口，启用后可实现与充电器之间的通信。
[0111]6、状态指示功能
[0112]芯片留有4个I/O口用于系统状态显示，用户可灵活应用这4个I/O口用作简单显示或复杂详细显示，
[0113](I)简单显示时，4个I/O 口控制4个LED显示灯，提供4种系统状态指示:
[0114]充电指示灯:充电时闪烁、充满后持续点亮(连接充电器时)
[0115]过流、短路指示灯:有过流、短路现象时指示灯亮
[0116]欠压状态指示灯:任何一节单体电池发生欠压情况时，指示灯亮
[0117]过温、低温指示灯:温度过低或过高时，启动电池包后指示灯亮
[0118]点亮方式与点亮时间都可以编程实现。
[0119](2)当用户需要更加复杂详细的系统状态指示时，此4个I/O口，可外接4-16译码器，通过软件编程实现对16个LED指示灯的控制。
[0120]7、单体电池均衡功能
[0121]该功能可通过编程实现，在充电结束后，对单体电池电压进行检测，如单体电池电压超差过大(超差阈值可编程设定)，则自动进行电池均衡操作，对电压偏高的单体电池做短时间放电，达到各电池状态均衡一致之目的，有效降低生产时的单体电池配对筛选要求，显著延长电池包使用寿命。
[0122]8、PWM调速电位器接口
[0123]提供一个HVM调速电位器接口，启用后可省略专用HVM控制器，实现有刷电机无极调速
[0124]9、外部负载特性通信接口
[0125]提供一个外部负载特性通信接口，动力电池包激活后通过该接口测量编程电阻阻值，从而自动确定短路点与过流保护点。
[0126]10、静电释放(ESD)防护能力
[0127]静电防护能力>HBM 2KV0
[0128]11、负载开路检测与自动关闭输出
[0129]动力电池包激活进入放电状态后，在没有发生充电、短路、过流、过温等异常情况的前提下，每隔一段时间(可编程，以5分钟为例)自动检测一次负载状态，以便确定是否需要关闭输出进入休眠，具体过程如下:
[0130]系统检测输出电流，如大于一个阈值(编程设定)时，则认为接有较重负载，电池包维持开启状态不变；
[0131]如输出电流小于阈值，则认为负载较轻或者已经开路，系统进行一次Ims时间的关断，在此时间内判断负载是否开路，如果开路则自动关闭输出，若未开路，在Ims关断检测周期后恢复输出。
[0132]12、芯片过温保护点
[0133]带有片上温度检测功能，芯片温度大于125°C时自动关闭系统进入过温保护状态。
[0134]本发明实施例提供的动力电池管理控制集成电路，通过集成于芯片内的唤醒电路、电机驱动控制电路、输入电池电压检测电路、以及用于连接外部负载识别电路的识别输出引脚组，使得动力电池管理控制电路简单，集成度高，外围元器件减少，同时降低待机功耗高、以及减少使用成本。
[0135]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种动力电池管理控制集成电路，包括设置在芯片内的微处理器、存储器，其特征在于，还包括集成于芯片内的唤醒电路、电机驱动控制电路、输入电池电压检测电路、以及用于连接外部负载识别电路的识别输出引脚组； 所述唤醒电路用于芯片的唤醒及过流检测，当动力电池有负载接入时，唤醒电路依据所述识别输出引脚组电压的变化把芯片从休眠状态中唤醒，当动力电池处于放电转态时，依据所述识别输出引脚组电压的变化判断是否短路、过流； 所述电机驱动控制电路用于在所述识别输出引脚组输出P丽控制信号，控制负载马达的开关、及转速； 所述输入电池电压检测电路用于动力电池的正极电压采样。2.根据权利要求1所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述识别输出引脚组包括充电控制引脚、唤醒及过流检测正极引脚、唤醒及过流检测负极引脚: 充电控制引脚，用于控制充电功率管的开启或关断； 唤醒及过流检测正极引脚，当动力电池有负载接入时，此引脚出现高电压将芯片从休眠中唤醒，当动力电池充电时，此引脚电压采样用于判断是否发生充电过流现象，当动力电池向负载充电放电时，此引脚电压采样用于检测外部负载型号，根据外部负载型号设定短路电流点； 唤醒及过流检测负极引脚，当动力电池有负载接入时，此引脚出现电压的变化把芯片从休眠状态中唤醒，当动力电池处于放电转态时，依据此引脚电压的变化判断是否短路、过流； 所述芯片还设置有: 多个电池电压采样引脚，对动力电池正极进行电压采样； 马达控制引脚，用于输出PWM控制信号，控制负载马达的开关、及转速； 滤波引脚，接滤波电路； 接地引脚，将芯片接电源地； 读数据引脚，用于异步方式读数据，并用于I/O接口； 写数据引脚，用于异步方式写数据，并用于同充电器进行通信； 使用模式选择引脚，配置芯片进入user模式或test模式及对动力电池温度采样； 芯片复位引脚，外部加高电平脉冲信号时可将芯片复位，并用于检测外部负载型号时提供出输出所需的5V电压。3.根据权利要求2所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述芯片还设置有: 多个独立I/O引脚； 数据引脚，作为IIC通讯的数据线； 时钟引脚，作为IIC通讯的时钟信号线； 温度采样引脚，对动力电池温度采样； 调速采样引脚，对马达调速控制信号进行采样。4.根据权利要求2所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述芯片采用S0P16形式封装，其中所述电池电压采样引脚为六个。5.根据权利要求3所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述芯片采用SS0P24形式封装，其中所述电池电压采样引脚为六个，所述I/O引脚为四个。6.根据权利要求2或3所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述集成于所述芯片内的唤醒电路包括: 电阻R19，与电阻R19—端连接的场效应管Q8的G极，场效应管Q8的S极和电阻R19另一端接地，场效应管Q8的D极连接电阻R3的一端、场效应管07的0极，场效应管Q7的S极接地、G极连接电阻R14、R15、R28的一端，电阻R28的另一端连接电容C37的一端，电容C37的另一端输出负载充电脉冲信号； 电阻R3的另一端连接电阻Rl的一端、三极管Ql的B极，电阻Rl的另一端、三极管QI的E极连电池电源DC+，所述三极管Ql的C极连接电阻R9、R4的一端、及负载驱动端M0S_DRV，电阻R9的另一端连接电容C5、电阻R46的一端及三极管Q18的C极，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R46的另一端连接三极管Q18的B极以及稳压单元Ul的第3引脚，稳压单元Ul的第I引脚接地并连接电阻R25的一端，所述电阻R25的另一端连接稳压单元Ul的第2引脚以及电阻R43的一端，所述电阻R43的另一端连接三极管Q18的E极、以及电容C3、C4的一端并连接DC+5V电源输出端，所述电容C3、C4的另一端接地； 所述电阻R4的另一端连接电源使能端DCE、电阻R32的一端、场效应管Q3的G极，电阻R32的另一端接地，所述场效应管Q3的D极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电容C2、电阻R27的一端、以及负载充电负极引脚P-，所述电阻R27的另一端接地，电容C2的另一端连接电阻R14的另一端，所述场效应管Q3的S极连接电阻R2、二极管ZDl、电容Cl的一端，所述电阻R2、二极管ZDl、电容Cl的另一端接地。7.根据权利要求2或3所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述集成于所述芯片内的电机驱动控制电路包括: 电阻R7—端连接芯片的马达控制弓I脚M0T0R_SW、场效应管Q2的G极，所述电阻R7的另一端及场效应管Q2的S极接地，场效应管Q2的D极连接电阻Rll、R5的一端及场效应管Q6的G极，所述电阻Rll的另一端及场效应管Q6的S极接地，所述电阻R5的另一端连接所述唤醒电路的负载驱动端M0S_DRV、以及电阻R6的一端，所述场效应管Q6的D极连接电阻R6的另一端、电阻R12的一端以及场效应管Q4的G极，所述电阻R12的另一端接地，所述场效应管Q4的D极连接所述负载充电负极引脚P-、以及二极管D3、D4的输入端，所述极管D3、D4的输出端连接供电电源DC+，所述场效应管Q4的G极还同时连接场效应管Q5、Q44、Q55的G极，所述场效应管Q4的D极还同时连接场效应管Q5、Q44、Q55的D极，所述场效应管Q4、Q5、Q44、Q55的S极接地。8.根据权利要求2或3所述的动力电池管理控制集成电路，其特征在于，所述集成于所述芯片内的输入电池电压检测电路包括: 电阻R31的一端连接电池CELL 11、及4.2V电源，电阻R31的另一端连接场效应管Q12的D极，场效应管Q12的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q12的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R35、电容Cl 3的一端，所述电阻R35、电容Cl 3的另一端接地； 电阻R16的一端连接电池CELL12、及8.4V电源，电阻R16的另一端连接场效应管Q9的D极，场效应管Q9的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q9的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻Rl 8、电容C6的一端，所述电阻Rl 8、电容C6的另一端接地； 电阻R21的一端连接电池CELL13、及12.6V电源，电阻R21的另一端连接场效应管Qll的D极，场效应管Ql I的G极连接电源使能端DCE，场效应管Ql I的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R23、电容C9的一端，所述电阻R23、电容C9的另一端接地； 电阻R26的一端连接电池CELL14、及16.8V电源，电阻R26的另一端连接场效应管Q13的D极，场效应管Q13的G极连接电源使能端DCE，场效应管Q13的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R29、电容Cl 2的一端，所述电阻R29、电容Cl 2的另一端接地； 电阻R17的一端连接电池CELL15、及DC+21V电源，电阻R17的另一端连接场效应管QlO的D极，场效应管QlO的G极连接电源使能端DCE，场效应管QlO的S极连接芯片的一个电池电压采样引脚、以及电阻R20、电容C7的一端，所述电阻R20、电容C7的另一端接地。
【文档编号】H02J7/00GK106026222SQ201610322995
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】刘永强, 尤智坚
【申请人】深圳市乐祺微电子科技有限公司