专利名称：用于电池保护的智能开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池保护装置及用于电池保护的智能开关。
背景技术：
目前的电池保护装置如
图1所示，主要是靠电池保护IC和外接放电开关M1、放电 开关M2的方法来实现，此装置需要1个电池保护控制器，以及2个开关M0SFET和其他3个 外围器件R1、R2、C1，此装置需要比较多的外围器件浪费了PCB面积，成本也很高。目前也有 少部分方案为了降低外围器件数量，用多芯片封装技术将控制器和外围开关封装在一起， 但是此方案仍然使用两个MOSFET作为放电和充电开关，并没有减少太多成本。
发明内容提出一种智能开关，取代原有的放电开关M1、放电开关M2，使得此智能开关能够 与电池保护IC在同一半导体衬底上实现。这样降低了整个装置的面积和成本，并获得较高 的性能。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于电池保护的智能开 关，所述智能开关具有主开关管、主开关管衬底控制电路、驱动电路以及驱动电路衬底控 制电路，所述主开关管具有1个隔离型MOSFET，其衬底可以自由切换；所述主开关管衬底控 制电路，其通过内部检测电路和状态控制电路来决定所述主开关管的衬底偏置；所述驱动 电路，其外部控制信号通过所述驱动电路进行电压转换对所述主开关管进行控制；所述驱 动电路衬底控制电路，检测所述智能开关及其驱动电路的最低电压，用于偏置主开关管衬 底偏置和驱动电路的衬底。 进一步地所述主开关管由1个NM0SFET或者1个PM0SFET构成，在电池充放电 异常时能够实现完全关断，导通时具有很小的导通电阻。另外，所述主开关管有比较高的耐 压，能够保证在充电器反接时不受损坏。 进一步地所述主开关管衬底控制电路，根据电池的不同状态为主开关选择正确 的偏置。 再进一步地所述驱动电路可根据所述主开关管不同的工作状态和控制信号状 态，为所述主开关管的栅极提供驱动电压。 更进一步地所述驱动电路衬底控制电路，其检测所述主开关管两端的电压的低 压端，通过开关选择其低压端为所述主开关管衬底偏置和所述驱动电路中所有的NMOSFET 的衬底。 本实用新型所述所有模块均与电池检测控制电路在同一半导体衬底上实现，实现 了真正意义上的集成。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1目前流行的电池保护装置实施框图 图2本实用新型一实施例的结构框图[0015] 图3驱动电路衬底控制电路的电路构成图 100用于电池保护的智能开关 101驱动电路衬底控制电路 102主开关衬底控制电路 103主开关管 104驱动电路 110电池 lll负载或者充电器 112电池检测控制电路 121比较器 122升压电路
具体实施方式图2是本实用新型的一实施例的结构框图 在本实施例的用于电池保护的智能开关100中，主开关管103由对称的N通道晶 体管(NMOSFET)构成，源漏极一端接电池110的负电压端，另一端接负电压端子T3。此外， 主开关管103栅极接驱动电路104，主开关管103衬底接主开关衬底控制电路102。 驱动电路衬底控制电路101检测电池负压端T2与负电压端子T3的低电压端，然 后选择此低压端电压偏置主开关管衬底偏置电路102和驱动电路104的所有NMOSFET的衬 底，驱动电路104接收来自于电池检测控制电路112的过放电，过充电，过电流等异常状态 信号，经电平转换后驱动控制主开关管103的关断与导通，主开关管衬底控制电路102根据 驱动电路104和电池检测控制电路112的控制信号偏置主开关管103的衬底。 图3本实用新型一实施例的一重要部件_驱动电路衬底控制电路的电路构成图 图示电路构成驱动电路衬底控制电路101。 M3、M4、M5、M6和R1、R2构成电平移动 电路，用于驱动开关管Ml和M2 。负电压端子T3的电压通过升压电路将电压台升后与电池 负电极电压通过比较器121相比较，输出电极控制信号。此信号经过电平移动电路驱动开 关管M1和M2选通T2和T3中的低电压输出给主开关管衬底控制电路102和驱动电路104。
权利要求一种用于电池保护的智能开关，具有主开关管(103)、主开关管衬底控制电路(102)、驱动电路(104)以及驱动电路衬底控制电路(101)，其特征在于所述主开关管(103)具有1个隔离型MOSFET，其衬底可以自由切换；所述主开关管衬底控制电路(102)，其通过内部检测电路和状态控制电路来决定所述主开关管(103)的衬底偏置；所述驱动电路(104)，其外部控制信号通过所述驱动电路进行电压转换对所述主开关管(103)进行控制；所述驱动电路衬底控制电路(101)，检测所述智能开关及其驱动电路的最低电压，用于偏置主开关管衬底偏置(102)和驱动电路(104)的衬底。
2. 根据权利l所述的用于电池保护的智能开关，其特征在于所述主开关管(103)由 1个NMOSFET或者1个PMOSFET构成，在电池充放电异常时能够实现完全关断，导通时具有 很小的导通电阻。
3. 根据权利1所述电池保护的智能开关，其特征在于所述主开关管衬底控制电路 (102)，根据电池的不同状态为主开关选择正确的偏置。
4. 根据权利1所述电池保护的智能开关，其特征在于所述驱动电路(104)可根据所 述主开关管(103)不同的工作状态和控制信号状态，为所述主开关管(103)的栅极提供驱 动电压。
5. 根据权利1所述电池保护的智能开关，其特征在于所述驱动电路衬底控制电路 (IOI)，其检测所述主开关管(103)两端的电压的低压端，通过开关选择其低压端为所述主 开关管衬底偏置(102)和所述驱动电路(104)中所有的NMOSFET的衬底。
专利摘要本实用新型用于电池保护的智能开关具有主开关管、主开关管衬底控制电路、驱动电路以及驱动电路衬底控制电路，所述主开关管具有1个隔离型MOSFET，其衬底可以自由切换，所述主开关管用较小的面积实现很小的导通电阻并且有很高的耐压；所述主开关管衬底控制电路，通过内部检测电路和状态控制电路来决定所述主开关管的衬底偏置；所述驱动电路，其外部控制信号通过所述驱动电路进行电压转换对所述主开关管进行控制；所述驱动电路衬底控制电路，检测所述智能开关及其驱动电路的最低电压，用于偏置主开关管衬底偏置和驱动电路的衬底。本实用新型所述所有模块均与电池检测控制电路在同一半导体衬底上实现，实现了真正意义上的集成，制造成本低。
文档编号H03K17/687GK201528193SQ20092004431
公开日2010年7月14日 申请日期2009年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者刘继山, 谭健 申请人:苏州赛芯电子科技有限公司