电池保护芯片及电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池保护芯片，包括：第一引脚，第二引脚，第三引脚和第四引脚，用于对电池进行充放电保护，还包括集成于芯片内部的：保护电路，与第三引脚连接；驱动电路，与保护电路连接；第一开关管，连接与所述第二引脚和所述第四引脚之间，用以连通或断开电池的充放电通路；衬底选择电路，用以根据控制信号将第一开关管的衬底连接至其第一通路端和第二通路端的其中之一。本实用新型专利技术还公开了一种电池系统。由此可将外部开关集成到芯片内部，减少了外部元件，节省了PCB板空间，同时也提高了芯片对浪涌的耐受能力。

【技术实现步骤摘要】
电池保护芯片及电池系统
本技术涉及电池保护领域，具体涉及一种电池保护芯片及电池系统。
技术介绍
随着社会的发展以及石化能源的不断消耗，人们正在积极的寻找新能源，以代替终有一天会耗尽的石化能源。电能是石化能源的理想代替品之一，因此近些年来人们对电能的需求也越来越高。随着无人电子装备、便携数码设备、电动工具、电动汽车等的发展普及，其动力核心——蓄电池正受到越来越多的关注。锂电池以其高比能量、长循环寿命、自放电小、无记忆效应和绿色环保等优点备受厂家青睐，是动力电池研究的热点之一。但由于锂电池内部结构复杂、充放电化学反应复杂，作为动力电源来使用，还存在不少问题。首先，锂电池不能承受过充电与过放电；其次，当锂电池串并联数目较多时，电池组中会出现电池放电不均衡等问题，必须对电池组进行均衡充放电管理；同时锂电池只能工作在一定范围电流及一定温度范围以内。当锂电池工作在不适宜的条件下时，比如温度过高、过度充电、过度放电、工作电流过大、外部电路短路等情况，轻则降低锂电池工作效率，缩短锂电池使用寿命，重则直接损坏锂电池。因此为了保证锂电池正常工作，需要在电池包内设计保护电路保护锂电池。目前主流的单节锂电池保护芯片，都是控制芯片加分立MOS开关管的结构，这种架构采用较多的外部器件，成本较高，同时占用大量的PCB板空间，不利于在可穿戴设备中的应用。因此，有必要提供一种改进的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种电池保护芯片及电池系统，可以将外部开关集成到芯片内部，减少了外部元件，节省了PCB板空间，同时也提高了芯片对浪涌的耐受能力。根据本技术提供的一种电池保护芯片，用于对电池进行充放电保护，包括：第一引脚，第二引脚，第三引脚和第四引脚，所述第一引脚和所述第二引脚分别用于连接外部充电电源的正负极，或连接外部负载的正负输入端口，其特征在于，还包括集成于芯片内部的：保护电路，与所述第三引脚连接，用于根据电池的充放电电压和/或电流，输出相应的控制信号；驱动电路，与所述保护电路连接，用于根据所述控制信号，输出驱动信号；第一开关管，连接与所述第二引脚和所述第四引脚之间，控制端接收所述驱动信号，以连通或断开电池的充放电通路；衬底选择电路，分别与所述保护电路和所述第一开关管连接，用于根据所述控制信号，将所述第一开关管的衬底连接至所述第一开关管的第一通路端和第二通路端的其中之一，其中，所述第二通路端与所述第二引脚连接。优选地，所述电池保护芯片内部还包括：第二电阻；以及第二开关管，所述第二开关管与所述第一开关管串联于所述第四引脚和所述第二引脚之间，其控制端通过所述第二电阻与所述第一引脚连接。优选地，所述第一开关管和所述第二开关管为NMOS晶体管。优选地，所述电池保护芯片内部还包括：钳位电路，一端与所述第二引脚连接，另一端通过所述第二电阻与所述第一引脚连接，用于在所述第一引脚和所述第二引脚之间的电压超过阈值时将其钳位在所述阈值。优选地，所述电池保护芯片内部还包括：稳压二极管，阳极与所述第二引脚连接，阴极通过所述第二电阻与所述第一引脚连接，用于在所述第一引脚和所述第二引脚之间的电压超过阈值时将其钳位在所述阈值。优选地，当充电过压和/或充电过流时，所述第一开关管关断，其衬底与第二通路端连接，电池的充电通路断开。优选地，当放电欠压和/或放电电过流时，所述第一开关管关断，其衬底与第一通路端连接，电池的放电通路断开。根据本技术提供的一种电池系统，其特征在于，包括：电池；低通滤波器；以及上述的电池保护芯片，其中，所述低通滤波器串联于所述电池的正负极，电池保护芯片的第一引脚与电池的正极连接，电池保护芯片的第四引脚与电池的负极连接，电池保护芯片的第三引脚与所述低通滤波器连接。优选地，所述低通滤波器包括串联连接的第一电阻以及第一电容，所述电池保护芯片的第三引脚通过所述第一电阻与电池的正极连接，通过所述第一电容与电池的负极连接。本技术的有益效果是：本技术将外部开关集成到了芯片内部，减少了外部元件，节省了PCB板的空间。同时，采用了面积较小的低电压(如5V)的耐压NMOS管堆叠，来实现高电压(如10V)的耐压，减小了芯片自身的面积，降低了芯片自身的成本。在芯片内部设置保护电路和衬底选择电路，可以使得在检测到电池充/放电过流或欠压时，切断电池的充放电通路；设置钳位电路，可以使得在切断电池的充电通路后，芯片内部的开关管的各个端口的电压均不会超过击穿电压，以及为电池系统提供电流通路，对电池正负端的浪涌电流进行吸附，提高了芯片的浪涌耐受能力。应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出本技术第一实施例提供的一种电池系统的结构示意图；图2示出本技术第二实施例提供的一种电池系统的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。下面，参照附图对本技术进行详细说明。图1示出本技术第一实施例提供的一种电池系统的结构示意图。如图1所示，本实施例中，电池系统100包括：电池保护芯片110、第一电阻R1以及第一电容C1。其中，电池保护芯片110包括：第一引脚1，第二引脚2，第三引脚3以及第四引脚4。电池保护芯片110的第一引脚1为电源VCC引脚、第二引脚2为电源VEE引脚、第三引脚3为电源VDD引脚，以及第四引脚4为电源VSS。本实施例中，第三引脚3和第四引脚4可作为检测引脚，用于检测电池电压。同时在芯片内部还设置有电流监测点，以判断电池Bat是否充电过压、充电过流、放电欠压或者放电过流，进而对电池Bat进行充放电保护。本实施例中，电池保护芯片110的第一引脚1与电池包的正极P+连接，第二引脚2与电池包的负极P-连接，电池包的正负极P+/P-在充电时连接外部充电电源的正负极，或在放电时连接外部负载的正负输入端口；同时第一引脚1还与电池Bat的正极连接。电池保护芯片110的第三引脚3为供电引脚，通过第一电阻R1与电池Bat的正极连接，通过第一电容C1与电池Bat的负极连接。电池被保护芯片110的第四引脚为接地引脚，与电池Bat的负极连接。进一步地，第一电阻R1和第一电容C1串联于电池Bat的正负端之间，组成低通滤波器以滤除电池中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池保护芯片，用于对电池进行充放电保护，包括：第一引脚，第二引脚，第三引脚和第四引脚，/n所述第一引脚和所述第二引脚分别用于连接外部充电电源的正负极，或连接外部负载的正负输入端口，/n其特征在于，还包括集成于芯片内部的：/n保护电路，与所述第三引脚连接，用于根据电池的充放电电压和/或电流，输出相应的控制信号；/n驱动电路，与所述保护电路连接，用于根据所述控制信号，输出驱动信号；/n第一开关管，连接与所述第二引脚和所述第四引脚之间，控制端接收所述驱动信号，以连通或断开电池的充放电通路；/n衬底选择电路，分别与所述保护电路和所述第一开关管连接，用于根据所述控制信号，将所述第一开关管的衬底连接至所述第一开关管的第一通路端和第二通路端的其中之一，/n其中，所述第二通路端与所述第二引脚连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池保护芯片，用于对电池进行充放电保护，包括：第一引脚，第二引脚，第三引脚和第四引脚，
所述第一引脚和所述第二引脚分别用于连接外部充电电源的正负极，或连接外部负载的正负输入端口，
其特征在于，还包括集成于芯片内部的：
保护电路，与所述第三引脚连接，用于根据电池的充放电电压和/或电流，输出相应的控制信号；
驱动电路，与所述保护电路连接，用于根据所述控制信号，输出驱动信号；
第一开关管，连接与所述第二引脚和所述第四引脚之间，控制端接收所述驱动信号，以连通或断开电池的充放电通路；
衬底选择电路，分别与所述保护电路和所述第一开关管连接，用于根据所述控制信号，将所述第一开关管的衬底连接至所述第一开关管的第一通路端和第二通路端的其中之一，
其中，所述第二通路端与所述第二引脚连接。


2.根据权利要求1所述的电池保护芯片，其特征在于，还包括：
第二电阻；以及
第二开关管，所述第二开关管与所述第一开关管串联于所述第四引脚和所述第二引脚之间，其控制端通过所述第二电阻与所述第一引脚连接。


3.根据权利要求2所述的电池保护芯片，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为NMOS晶体管。


4.根据权利要求2所述的电池保护芯片，其特征在于，还包括：
钳位电路，一端与所述第二引脚连接，另一端通过所述第二电阻与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海冰，易新敏，王虎，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11