过流检测、保护电路及电池制造技术

本申请提供了一种过流检测、保护电路以及电池，包括镜像电流源电路、主电流电路、第一支路、第二支路、比较电路和过流补偿电路，镜像电流源电路分别与主电流电路的第一端、第一支路的第一端和第二支路的第一端相连，比较电路用于检测第一支路和第二支路的电流并输出比较结果，过流补偿电路的一端与第一支路的一端、比较电路的第一端连接于第一连接点、另一端与第二支路的一端、比较电路的第二端连接于第二连接点，过流补偿电路包括第一电流支路、第二电流支路和电流调节支路，第一电流支路、第二电流支路镜像电流调节支路的随电源变化的电流，分别从第一连接点和第二连接点抽取复制电流。采用本申请所提供的技术方案可以确保过流保护更加精确。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池安全
，尤其涉及一种过流检测、保护电路以及电池。
技术介绍
锂电池由于体积小、能量密度高、无记忆效应、自放电率低、循环次数多等优点被越来越多的应用于各种电子产品中。但在应用过程中，过充、过放、过流、短路都会对锂电池造成不可逆的损坏，导致其寿命缩短，甚至发生爆炸，因此，锂电池必须配合锂电池保护芯片使用。通常，锂电池保护芯片具有过充、过放、过流、短路保护功能。锂电池保护芯片监测电池电压和充放电电流信息，当达到保护阈值时关断相应的充放电晶体管，达到对电池保护的目的。为了避免误操作、实现更加可靠的保护，各种保护恢复阈值都有对应的电压迟滞以及延时功能。过流保护是锂电池保护芯片的一个基本和重要功能，但目前在不同的电池电压下，其过流保护阈值是不同的，电压越高、过流保护阈值越大，导致过流保护不准确。现有技术不足在于：现有的过流保护阈值随电池电压的高低而发生变化，导致过流保护不准确。
技术实现思路
本申请实施例提出了一种过流检测、保护电路以及电池，以解决现有技术中过流保护阈值随电池电压的高低而发生变化，导致过流保护不准确的技术问题。第一个方面，本申请实施例提供了一种过流检测电路，包括镜像电流源电路、主电流电路、第一支路、第二支路、比较电路和过流补偿电路，所述镜像电流源电路分别与所述主电流电路的第一端、所述第一支路的第一端和所述第二支路的第一端相连，所述主电流电路的电流由所述镜像电流源电路镜像至所述第一支路和所述第二支路，所述比较电路用于检测所述第一支路和第二支路的电流并输出比较结果，所述过流补偿电路的第一端与所述第一支路的第一端、所述比较电路的第一端连接于第一连接点，所述过流补偿电路的第二端与所述第二支路的第一端、所述比较电路的第二端连接于第二连接点，所述过流补偿电路包括第一电流支路、第二电流支路和电流调节支路，所述电流调节支路产生随电源变化的基准电流，所述第一电流支路、第二电流支路镜像复制所述电流调节支路产生的基准电流，并分别从第一连接点和第二连接点抽取复制电流。第二个方面，本申请实施例提供了一种过流保护电路，包括开关保护电路、以及包括上述过流检测电路的电池保护芯片，所述开关保护电路包括第一开关电路和第二开关电路，所述电池保护芯片的第一输出端DOUT与所述第一开关电路相连，所述电池保护芯片的第二输出端COUT与所述第二开关电路相连，在所述过流检测电路检测到放电电流超过过流保护阈值时所述第一输出端DOUT的输出为异常放电保护信号，所述第一开关电路断开所述电池保护芯片的放电回路，在所述过流检测电路检测到充电电流超过过流保护阈值时所述第二输出端COUT的输出为异常充电保护信号，第二开关电路断开所述电池保护芯片的充电回路。第三个方面，本申请实施例提供了一种电池，包括电芯、壳体以及上述过流保护电路，所述电芯的正极B+与第一外部连接端P+连接，所述电芯的负极
B-与第二外部连接端P-连接，电池保护芯片检测端VM的第一电源端VDD经R1与电芯正极B+、所述第一外部连接端P+连接，所述VM的第二电源端VSS与所述第二外部连接端P-连接。有益效果如下：本申请实施例所提供的技术方案，增加了过流补偿电路，由于过流补偿电路的第一电流支路、第二电流支路均镜像复制所述电流调节支路产生的随电源变化的基准电流，并分别从第一连接点和第二连接点抽取复制电流，因此，所述从电流调节支路复制的基准电流随电源电压的变化而变化，第一连接点、第二连接点的电流大小随电源电压大小变化，进而导致第二支路上的芯片管脚电压VEDI的值可以随电源电压变化而变化，从而实现了对过流保护阈值进行补偿的目的，使得过流保护阈值不随电源电压变化而变化，确保过流保护更加精确。附图说明下面将参照附图描述本申请的具体实施例，其中：图1示出了本申请实施例中锂电池保护系统的结构示意图；图2示出了本申请实施例中过流检测电路的结构示意图一；图3示出了本申请实施例中过流检测电路的结构示意图二；图4示出了本申请实施例中过流补偿电路的结构示意图。具体实施方式为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。专利技术人在专利技术过程中注意到：图1示出了本申请实施例中锂电池保护系统的结构示意图，如图所示，该系统可以有电芯、开关组合电路和电芯保护电路，电芯保护电路可以包括锂电池保护芯片101、电阻R1’、电阻R2’以及电容C1。所述锂电池保护芯片101的第一电源端VDD(或者称电源电压)通过电阻R1’与电芯的正极(连接端B+)相连，所述锂电池保护芯片101的第二电源端VSS(或者称接地端电压)与电芯的负极(连接端B-)相连，所述第一电源端VDD和第二电源端VSS之间连接有去耦电容C1，所述锂电池保护芯片101的检测端VM通过电阻R2'与第二外部连接端P-相连。其中，所述C1可以为0.1微法(μF)。电芯单元BAT的一个连接端与第一外部连接端P+相连，电芯单元BAT的另一个连接端通过所述开关组合电路连接于第二外部连接端P-。具体实施时，所述开关组合电路可以包括充电晶体管Q2'及其寄生二极管D2、放电晶体管Q1’及其寄生二极管D1，所述Q1’的源极与电芯单元BAT的负极(连接端B-)相连，所述Q1’的栅极为放电保护控制端，所述Q1’的漏极与Q2’的漏极相连，所述Q2’的源极与第二外部连接端P-相连，所述Q2’的栅极为所述开关组合电路的充电保护控制端。Q1’可以根据其控制端的信号的控制导通或截止来导通或截至放电回路，因此，Q1’也可以被称为放电控制开关；Q2’可以根据其控制端的信号的控制导通或截止来导通或截至充电回路，因此，Q2’也可以被称为充电控制开关。由图1可知，过流保护阈值IOC由芯片VM管角电压VEDI和充放电晶体管的导通电阻RDS(ON)共同确定，其值可以为：IOC＝VEDI/(RDS1(ON)+RDS2(ON))，其中，RDS1(ON)和RDS2(ON)分别为晶体管Q1’和晶体管Q2’的导通电阻。对于选定的晶体管Q1’和Q2’，其RDS(ON)是确定的，当VEDI值确定后，IOC值随之确定。图2示出了本申请实施例中过流检测电路的结构示意图一，如图所示，所
述过流检测电路包括第一NMOS晶体管NM1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、电流比较器I2，以及P型MOS晶体管PM1、PM2、PM3、PM4、PM5、PM6，其中，NM1的源极与Q1的基极B、R1的一端相连，R1的另一端与Q1的发射极E相连并接地，NM1的栅极与Q1的集电极C相连并连接于PM2的漏极，NM1的漏极与PM1的漏极相连，PM1、PM2、PM3、PM4的栅极相连，PM1、PM2、PM3、PM4的源极相连并连接于电源电压，PM3的漏极与R2的一端、Q2的基极连接于A点，PM4的漏极与PM6的源极、Q3的基极连接于B点，PM5的栅极和漏极接地，PM6的栅极连接锂电池保护芯片的检测端VM，PM6的漏极接地，Q2的发射极、Q3的发射极相连并接地，Q2的集电极与电流比较器I2的正极相连，Q3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过流检测电路，其特征在于，包括镜像电流源电路、主电流电路、第一支路、第二支路、比较电路和过流补偿电路，所述镜像电流源电路分别与所述主电流电路的第一端、所述第一支路的第一端和所述第二支路的第一端相连，所述主电流电路的电流由所述镜像电流源电路镜像至所述第一支路和所述第二支路，所述比较电路用于检测所述第一支路和第二支路的电流并输出比较结果，所述过流补偿电路的第一端与所述第一支路的第一端、所述比较电路的第一端连接于第一连接点，所述过流补偿电路的第二端与所述第二支路的第一端、所述比较电路的第二端连接于第二连接点，所述过流补偿电路包括第一电流支路、第二电流支路和电流调节支路，所述电流调节支路产生随电源变化的基准电流，所述第一电流支路、第二电流支路均镜像复制所述电流调节支路产生的基准电流，并分别从第一连接点和第二连接点抽取复制电流。

【技术特征摘要】
1.一种过流检测电路，其特征在于，包括镜像电流源电路、主电流电路、第一支路、第二支路、比较电路和过流补偿电路，所述镜像电流源电路分别与所述主电流电路的第一端、所述第一支路的第一端和所述第二支路的第一端相连，所述主电流电路的电流由所述镜像电流源电路镜像至所述第一支路和所述第二支路，所述比较电路用于检测所述第一支路和第二支路的电流并输出比较结果，所述过流补偿电路的第一端与所述第一支路的第一端、所述比较电路的第一端连接于第一连接点，所述过流补偿电路的第二端与所述第二支路的第一端、所述比较电路的第二端连接于第二连接点，所述过流补偿电路包括第一电流支路、第二电流支路和电流调节支路，所述电流调节支路产生随电源变化的基准电流，所述第一电流支路、第二电流支路均镜像复制所述电流调节支路产生的基准电流，并分别从第一连接点和第二连接点抽取复制电流。2.如权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于，所述电流调节支路包括第二金属氧化物半导体MOS晶体管和第三电阻R3，所述第一电流支路包括第三MOS晶体管，所述第二电流支路包括第四MOS晶体管，其中，所述第二MOS晶体管的栅极、所述第三MOS晶体管的栅极、所述第四MOS晶体管的栅极和所述第二MOS晶体管的漏极相连并连接于所述R3的一端，所述R3的另一端与电源相连，所述第二MOS晶体管的源极、所述第三MOS晶体管的源极和所述第四MOS晶体管的源极相连并接地，第三MOS晶体管的漏极作为所述过流补偿电路的第一端连接至第一连接点，第四MOS晶体管的漏极作为所述过流补偿电路的第二端连接至第二连接点。3.如权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于，所述比较电路包括双极型晶体管Q2、双极型晶体管Q3和电流比较器I2，所述第一支路的第一端与所述Q2的基极连接，所述第二支路的第一端与所述Q3的基极连接，所述Q2的集电极与所述电流比较器I2的第一输入端连接，所述Q3的集电极与所述电流比较器I2的第二输入端连接，所述Q2的发射极与Q3的发射极经电流调节器
\t接地，所述第一支路的第二端、第二支路的第二端以及所述主电流电路的第二端接地。4.如权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于，所述镜像电流源电路包括第一PMOS晶体管PM1、第二PMOS晶体管PM2、第三PMOS晶体管PM3和第四PMOS晶体管PM4，所述PM1、PM2、PM3和PM4的栅极相连，所述PM1、PM2、PM3和PM4的源极相连；所述主电流电路包括第一NMOS晶体管NM1、第一电阻R1和晶体管Q1，所述NM1的漏极和所述NM1的源极为所述主电流电路的第一端，所述NM1的漏极与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜伟，田文博，王钊，
申请(专利权)人：无锡中感微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32