电池模块、电池辅助保护电路及其控制方法技术

本发明专利技术关于一种电池模块、电池辅助保护电路及其控制方法。电池辅助保护电路包括时脉信号产生器、感测单元及控制单元。时脉信号产生器具有省电模式与正常模式。在省电模式时，时脉信号产生器提供周期性脉冲信号。在正常模式时，时脉信号产生器提供连续性时脉信号。感测单元耦接时脉信号产生器，且感测电池充电电流，以产生感测信号。控制单元耦接感测单元与时脉信号产生器，且依据感测信号控制时脉信号产生器提供周期性脉冲信号或连续性时脉信号至感测单元。本发明专利技术提供额外的电池充电保护功能及较省电但不失精度的感测方式。

【技术实现步骤摘要】
电池模块、电池辅助保护电路及其控制方法
本专利技术与电池保护有关，特别是关于一种电池模块、电池辅助保护电路及其控制方法。
技术介绍
一般而言，电池保护电路都会包含感测电路，可根据实际需求提供各种不同的保护机制，例如过电压保护(Over-voltageprotection)机制、过电流保护(Over-currentprotection)机制等。举例而言，如图1所示，提供过电压保护机制的电池过电压保护电路1通常是利用一组电阻R1～R4对能隙(Bandgap)电压VCN进行分压以提供参考电压VREF，并由比较器10通过其正输入端+与负输入端－分别接收电池电压VBG与参考电压VREF并比较电池电压VBG与参考电压VREF，以输出一过电压感测信号OV。若是提供过电流保护机制的电池过电流保护电路，则会在比较器10的正输入端+再加上一个电阻，将电池充电电流转换成电压信号以进行比较。为了要降低系统的耗电量，能隙电压VCN通常会搭配较大电阻来降低系统电流，由以使得电池保护电路能够长时间持续感测电池状态。然而，使用较大电阻将会导致芯片面积增大及电阻匹配难度增加等问题，并且较小的系统电流亦较容易受到外界干扰而造成非预期的误动作。另一方面，通常电池只使用一个保护集成电路进行充放电保护，若保护集成电路故障，电池就暴露在损坏的危险中。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种电池模块、电池辅助保护电路及其控制方法，以解决现有技术所述及的问题。本专利技术的一较佳具体实施例为一种电池辅助保护电路。于此实施例中，电池辅助保护电路包括时脉信号产生器、感测单元及控制单元。时脉信号产生器具有省电模式与正常模式。在省电模式时，时脉信号产生器提供周期性脉冲信号。在正常模式时，时脉信号产生器提供连续性时脉信号。感测单元耦接时脉信号产生器，且感测电池充电电流，以产生感测信号。控制单元耦接感测单元与时脉信号产生器，且依据感测信号控制时脉信号产生器提供周期性脉冲信号或连续性时脉信号至感测单元。在本专利技术的一实施例中，感测单元包括感测电路、感测开关及驱动电路，驱动电路与感测电路耦接时脉信号产生器，感测电路耦接控制单元，感测开关分别耦接感测电路与驱动电路。在本专利技术的一实施例中，当时脉信号产生器处于正常模式时，控制单元控制感测开关进行脉冲充电(Pulsecharge)。在本专利技术的一实施例中，电池辅助保护电路还包括内部放电开关。当时脉信号产生器处于正常模式时，控制单元通过控制感测开关与内部放电开关进行反射充电(Reflexcharge)。在本专利技术的一实施例中，感测单元包括驱动电路与感测开关，驱动电路耦接时脉信号产生器，当周期性脉冲信号或连续性时脉信号位于第一位准时，驱动电路提供第一驱动电位至感测开关，当周期性脉冲信号位于第二位准时，驱动电路提供第二驱动电位至感测开关。在本专利技术的一实施例中，当连续性时脉信号位于第一位准时，感测单元感测电池充电电流，当连续性时脉信号位于第二位准时，感测单元停止感测。在本专利技术的一实施例中，感测单元包括感测电路与感测开关，感测电路耦接时脉信号产生器、控制单元及感测开关，感测电路根据流经感测开关的电池充电电流产生感测值，感测电路并比较感测值与第一预设值，当感测值大于第一预设值至少两次时，控制单元控制时脉信号产生器提供连续性时脉信号至感测单元。在本专利技术的一实施例中，当感测值仅大于第一预设值一次或感测值小于第一预设值时，控制单元控制时脉信号产生器提供周期性脉冲信号至感测单元。在本专利技术的一实施例中，感测单元包括驱动电路与感测开关，驱动电路包括电压随耦单元与预设电压源，电压随耦单元耦接感测开关与时脉信号产生器，预设电压源耦接电压随耦单元与感测开关，电压随耦单元提供第一驱动电位至感测开关，预设电压源提供第二驱动电位至感测开关。根据本专利技术的另一较佳具体实施例为一种电池辅助保护电路的控制方法。于此实施例中，该控制方法包括下列步骤：(a)在一省电模式下，利用周期性脉冲信号感测电池充电电流，以产生感测值；(b)判断感测值是否满足第一预设条件；以及(c)若步骤(b)的判断结果为是，则切换为正常模式，利用连续性时脉信号侦测电池充电电流，以产生感测值。于一实施例中，还包括下列步骤：(d)在该正常模式下，感测该电池充电电流并产生该感测值；(e)判断该感测值是否满足一第二预设条件；以及(f)若步骤(e)的判断结果为是，则切换为该省电模式。于一实施例中，步骤(b)中的该第一预设条件为该感测值至少两次大于一第一预设值。于一实施例中，步骤(e)中的该第二预设条件为该感测值小于一第二预设值且持续达一预设时间。根据本专利技术的又一较佳具体实施例为一种电池模块。于此实施例中，电池模块包括第一端子、第二端子、第一保护开关、第二保护开关、电池单元、电池主要保护集成电路及电池辅助保护集成电路。电池单元耦接第一端子与第二端子。电池主要保护集成电路耦接第一保护开关、第二保护开关及电池单元。电池辅助保护集成电路耦接于第二端子与第一保护开关之间。电池辅助保护集成电路包括时脉信号产生器、感测单元及控制单元。感测单元耦接时脉信号产生器，且感测电池充电电流，以产生感测信号。控制单元依据感测信号控制时脉信号产生器提供周期性脉冲信号或连续性时脉信号至感测单元。于一实施例中，该感测单元包括一感测电路、一感测开关及一驱动电路，该驱动电路与该感测电路耦接该时脉信号产生器，该感测电路耦接该控制单元，该感测开关分别耦接该感测电路与该驱动电路。于一实施例中，当该时脉信号产生器处于该正常模式时，该控制单元控制该感测开关进行一脉冲充电。于一实施例中，该电池辅助保护电路还包括一内部放电开关，当该时脉信号产生器处于该正常模式时，该控制单元通过控制该感测开关与该内部放电开关进行一反射充电。于一实施例中，该感测单元包括一驱动电路与一感测开关，该驱动电路耦接该时脉信号产生器，其中当该周期性脉冲信号或该连续性时脉信号位于一第一位准时，该驱动电路提供一第一驱动电位至该感测开关，当该周期性脉冲信号位于一第二位准时，该驱动电路提供一第二驱动电位至该感测开关。于一实施例中，当该连续性时脉信号位于该第一位准时，该感测单元感测该电池充电电流，当该连续性时脉信号位于该第二位准时，该感测单元停止感测。于一实施例中，该感测单元包括一感测电路与一感测开关，该感测电路耦接该时脉信号产生器、该控制单元及该感测开关，并根据流经该感测开关的该电池充电电流产生一感测值，其中该感测电路比较该感测值与一第一预设值，当该感测值大于该第一预设值至少两次时，该控制单元控制该时脉信号产生器提供该连续性时脉信号至该感测单元。相较于现有技术，本专利技术的电池辅助保护电路及其控制方法能够在不增加芯片面积的前提下达到微小电流感测保护的功效，进而维持电阻匹配性并保持电池充放电的效率，还可有效节省系统耗电并提升抵抗环境干扰的能力。关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附附图得到进一步的了解。附图说明图1为常见的电池过电压保护电路的示意图。图2为根据本专利技术的一具体实施例的电池模块架构图。图3为根据本专利技术的一具体实施例的电池辅助保护电路的示意图。图4为电池辅助保护电路中的感测单元的一实施例。图5为充电电流与时脉信号的时序图。图6为根据本专利技术的另一具体实施例的电池辅助保护电路的控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池辅助保护电路，其特征在于，上述电池辅助保护电路包括：一时脉信号产生器，具有一省电模式与一正常模式，其中在上述省电模式时，上述时脉信号产生器提供一周期性脉冲信号，在上述正常模式时，上述时脉信号产生器提供一连续性时脉信号；一感测单元，耦接上述时脉信号产生器，且感测一电池充电电流，以产生一感测信号；以及一控制单元，耦接上述感测单元与上述时脉信号产生器，且依据上述感测信号控制上述时脉信号产生器提供上述周期性脉冲信号或上述连续性时脉信号至上述感测单元。

【技术特征摘要】
2016.11.29 TW 1051393211.一种电池辅助保护电路，其特征在于，上述电池辅助保护电路包括：一时脉信号产生器，具有一省电模式与一正常模式，其中在上述省电模式时，上述时脉信号产生器提供一周期性脉冲信号，在上述正常模式时，上述时脉信号产生器提供一连续性时脉信号；一感测单元，耦接上述时脉信号产生器，且感测一电池充电电流，以产生一感测信号；以及一控制单元，耦接上述感测单元与上述时脉信号产生器，且依据上述感测信号控制上述时脉信号产生器提供上述周期性脉冲信号或上述连续性时脉信号至上述感测单元。2.如权利要求1所述的电池辅助保护电路，其特征在于，上述感测单元包括一感测电路、一感测开关及一驱动电路，上述驱动电路与上述感测电路耦接上述时脉信号产生器，上述感测电路耦接上述控制单元，上述感测开关分别耦接上述感测电路与上述驱动电路。3.如权利要求2所述的电池辅助保护电路，其特征在于，当上述时脉信号产生器处于上述正常模式时，上述控制单元控制上述感测开关进行一脉冲充电。4.如权利要求2所述的电池辅助保护电路，其特征在于，上述电池辅助保护电路还包括一内部放电开关，当上述时脉信号产生器处于上述正常模式时，上述控制单元通过控制上述感测开关与上述内部放电开关进行一反射充电。5.如权利要求1所述的电池辅助保护电路，其特征在于，上述感测单元包括一驱动电路与一感测开关，上述驱动电路耦接上述时脉信号产生器，其中当上述周期性脉冲信号或上述连续性时脉信号位于一第一位准时，上述驱动电路提供一第一驱动电位至上述感测开关，当上述周期性脉冲信号位于一第二位准时，上述驱动电路提供一第二驱动电位至上述感测开关。6.如权利要求5所述的电池辅助保护电路，其特征在于，当上述连续性时脉信号位于上述第一位准时，上述感测单元感测上述电池充电电流，当上述连续性时脉信号位于上述第二位准时，上述感测单元停止感测。7.如权利要求1所述的电池辅助保护电路，其特征在于，上述感测单元包括一感测电路与一感测开关，上述感测电路耦接上述时脉信号产生器、上述控制单元及上述感测开关，其中上述感测电路根据流经上述感测开关的上述电池充电电流产生一感测值，上述感测电路并比较上述感测值与一第一预设值，当上述感测值大于上述第一预设值至少两次时，上述控制单元控制上述时脉信号产生器提供上述连续性时脉信号至上述感测单元。8.如权利要求7所述的电池辅助保护电路，其特征在于，当上述感测值仅大于上述第一预设值一次或上述感测值小于上述第一预设值时，上述控制单元控制上述时脉信号产生器提供上述周期性脉冲信号至上述感测单元。9.如权利要求1所述的电池辅助保护电路，其特征在于，上述感测单元包括：一驱动电路与一感测开关，上述驱动电路包括一电压随耦单元与一预设电压源，上述电压随耦单元耦接上述感测开关与上述时脉信号产生器，上述预设电压源耦接上述电压随耦单元与上述感测开关，上述电压随耦单元提供一第一驱动电位至上述感测开关，上述预设电压源提供一第二驱动电位至上述感测开关。10.一种电池辅助保护电路的控制方法，其特征在于，上述电池辅助保护电路的控制方法包括下列步骤：(a)在一省电模式下，利用一周期性脉冲信号感测一电池充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晋安，
申请(专利权)人：力智电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71