一种电池充电保护电路、芯片以及电源模块制造技术

本发明专利技术涉及电路技术领域，具体为一种电池充电保护电路、芯片以及电源模块。通过电流电压采样单元检测负载电池的充电电压和充电电流是否过大，从而控制BUCK电路导通或断开，解决了负载电池的过流、过压保护问题；通过供电电源电压检测单元检测供电电源是否断开，从而控制BUCK电路导通或断开，解决了电池倒灌的问题；通过电池电压检测单元检测负载电池是否极性反向，再通过电池电压切换单元根据电池电压检测单元的检测结果切换电路，使得将BUCK电路电压输出正极VOUT+连接到负载电池正极，将BUCK电路电压输出负极VOUT

【技术实现步骤摘要】
一种电池充电保护电路、芯片以及电源模块


[0001]本专利技术涉及电路
，具体为一种电池充电保护电路、芯片以及电源模块。

技术介绍

[0002]电源模块给负载电池充电过程中需要对负载电池的电压、电流、温度等进行监控，以保证负载电池的安全性。常见的负载电池保护措施有过压保护、过流保护和过温保护。除上述保护措施外，在电源模块给负载电池充电的过程中，还需要有负载电池无极性连接、负载电池防倒灌等功能，以保证电源模块给负载电池充电过程的稳定性和安全性。
[0003]电源模块给负载电池充电过程中，当负载电池极性反向时，极易造成电源模块和负载电池的损坏，严重的甚至会出现负载电池爆炸等灾难性后果。电源模块给负载电池充电过程中，当电源模块的供电电源断开时，负载电池会反过来给电源模块供电，这样不仅仅会白白浪费负载电池的能量，在某些情况下更是会造成电源模块的损坏。
[0004]在现有技术中，当负载电池极性反向时，常见的解决方式为电源模块停止给负载电池充电以避免负载电池损坏及造成其他灾难性后果，但是没有当极性反向时可以继续充电的解决方案。为避免负载电池倒灌，常见的解决方式为在负载电池前串联二极管，此方式虽然实现简单，但是由于二极管存在较大导通压降，大电流充电时会造成较大的损耗，降低电源模块的效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有充电电路消耗太大且不能实现电池无极性连接等的问题，提供了一种电池充电保护电路、芯片以及电源模块。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种电池充电保护电路，包括：BUCK电路、供电电源电压检测单元、电流电压采样单元、电池电压检测单元、电池电压切换单元；所述BUCK电路具有电压输出正极VOUT+和电压输出负极VOUT
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，用于根据外部的供电电源输入的电源电压信号VIN生成正极输出电压信号VOUT和负极输出电压信号，对外部的负载电池进行充电；所述供电电源电压检测单元用于对BUCK电路的正极输出电压信号VOUT和供电电源的电源电压信号VIN进行比较，当正极输出电压信号VOUT和电源电压信号VIN的差值小于预设值，判断电源电压信号VIN消失，向所述BUCK电路发送控制信号控制BUCK电路关断；所述电流电压采样单元用于负载电池的过流过压保护，所述电流电压采样单元获取负载电池的充电截止电流和充电截止电压，将所述充电截止电流和所述负载电池两端的电流信号进行比较，将所述充电截止电压和所述负载电池两端的电压信号进行对比，判断所述负载电池两端的电压信号是否超过充电截止电压，所述负载电池两端的电流信号是否超过充电截止电流，当超过时，控制所述BUCK电路断开；所述电池电压检测单元用于检测负载电池是否极性反向，所述电池电压切换单元用于根据所述电池电压检测单元的检测结果切换电路，将所述电池电压检测单元控制所述
电池电压切换单元将BUCK电路的电压输出正极VOUT+切换连接到负载电池正极，将BUCK电路的电压输出负极VOUT
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切换连接负载电池负极，实现负载电池的无极性连接。
[0007]作为一种可实施方式，所述BUCK电路的第一端连接第一电源连接端P1，所述第一电源连接端P1用于连接供电电源正极，所述BUCK电路的第二端连接第二电源连接端P2，所述第二电源连接端P2用于连接供电电源负极，所述BUCK电路的第三端连接内部供电电压单元VCC的一端，所述内部供电电压单元VCC的另一端连接内部工作电压单元VDD的一端，所述内部工作电压单元VDD的另一端连接整流桥的第一端，所述整流桥的第二端连接第一电池连接端P3，所述第一电池连接端P3用于连接负载电池的一个电极，所述整流桥的第三端连接第二电池连接端P4，所述第一电池连接端P3用于连接负载电池的另一个电极，所述整流桥的第四端连接接地端；所述供电电源电压检测单元的第二端连接第一电源连接端P1，所述供电电源电压检测单元的第三端连接BUCK电路电压输出正极VOUT+；所述BUCK电路的第五端连接所述电流电压采集单元的第一端，所述BUCK电路的第六端连接电阻R9的一端和作为BUCK电路电压输出正极VOUT+的所述电池电压切换单元的第一端，所述BUCK电路的第七端连接电阻R8的一端和电阻RCS的一端，电阻R9的另一端连接电阻R8的另一端和所述电流电压采集单元的第二端，电阻RCS的另一端连接所述电流电压采集单元的第三端、作为BUCK电路电压输出负极VOUT
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的所述电池电压切换单元的第二端；所述电池电压切换单元的第三端连接所述电池电压切换单元的第四端、所述电池电压检测单元的第一端和第一电池连接端P3，所述电池电压切换单元的第五端连接所述电池电压切换单元的第六端、所述电池电压检测单元的第二端和第二电池连接端P4；所述电池电压检测单元的第三端作为检测信号输出端连接所述电池电压切换单元的第七端，所述电池电压检测单元的第四端连接内部工作电压单元VDD。
[0008]作为一种可实施方式，所述BUCK电路包括第一功率管Q11、第二功率管Q12、输入电容CIN、二极管D7、输出电容COUT、电感L1；所述BUCK电路的第一端连接所述BUCK电路的第三端、所述第二功率管Q12的漏极、输入电容CIN的一端，输入电容CIN的另一端连接二极管D7的阳极、输出电容COUT的一端、所述BUCK电路的第二端、所述BUCK电路的第七端，所述第二功率管Q12的栅极连接所述BUCK电路的第四端，所述第二功率管Q12的源极连接所述第一功率管Q11的源极，所述第一功率管Q11的漏极连接二极管D7的阴极和电感L1的一端，所述第一功率管Q11的栅极连接所述BUCK电路的第五端，电感L1的另一端连接输出电容COUT的另一端和所述BUCK电路的第六端。
[0009]作为一种可实施方式，所述供电电源电压检测单元包括电阻R1、电阻R2、比较器E1、电阻R3、电阻R4、三极管Q1和第二功率管驱动控制单元；所述供电电源电压检测单元的第一端连接所述第二功率管驱动控制单元的第二电压信号输出端，所述第二功率管驱动控制单元的第二电压信号输入端连接比较器E1的输出端，所述供电电源电压检测单元的第三端连接连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和比较器E1的负输入端，电阻R2的另一端连接接地端，所述供电电源电压检测单元的第二端连接三极管Q1的基极和集电极，三极管Q1的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端和比较器E1的正输入端，电阻R4的另一端连接接地端；当电源电压信号VIN消失时，第一电源连接端P1输入的电源电压信号VIN开始下降，直到当电源电压信号VIN与所述BUCK电路电压输出正极VOUT+输出的正极输出电压信号
VOUT的电压差小于预设值时，比较器E1的正输入端输入的第二输入电压信号V2小于比较器E1的负输入端输入的第一输入电压信号V1，使得比较器E1的输出端向所述第二功率管驱动控制单元的电压信号输入端发送的第一输出电压信号VC为低电平0V；当电源电压信号VIN输出稳定时，电源电压信号VIN与正极输出电压信号VO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池充电保护电路，其特征在于，包括：BUCK电路、供电电源电压检测单元、电流电压采样单元、电池电压检测单元、电池电压切换单元；所述BUCK电路具有电压输出正极VOUT+和电压输出负极VOUT
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，用于根据外部的供电电源输入的电源电压信号VIN生成正极输出电压信号VOUT和负极输出电压信号，对外部的负载电池进行充电；所述供电电源电压检测单元用于对BUCK电路的正极输出电压信号VOUT和供电电源的电源电压信号VIN进行比较，当正极输出电压信号VOUT和电源电压信号VIN的差值小于预设值，判断电源电压信号VIN消失，向所述BUCK电路发送控制信号控制BUCK电路关断；所述电流电压采样单元用于负载电池的过流过压保护，所述电流电压采样单元获取负载电池的充电截止电流和充电截止电压，将所述充电截止电流和所述负载电池两端的电流信号进行比较，将所述充电截止电压和所述负载电池两端的电压信号进行对比，判断所述负载电池两端的电压信号是否超过充电截止电压，所述负载电池两端的电流信号是否超过充电截止电流，当超过时，控制所述BUCK电路断开；所述电池电压检测单元用于检测负载电池是否极性反向，所述电池电压切换单元用于根据所述电池电压检测单元的检测结果切换电路，将所述电池电压检测单元控制所述电池电压切换单元将BUCK电路的电压输出正极VOUT+切换连接到负载电池正极，将BUCK电路的电压输出负极VOUT
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切换连接负载电池负极，实现负载电池的无极性连接。2.根据权利要求1所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述BUCK电路的第一端连接第一电源连接端P1，所述第一电源连接端P1用于连接供电电源正极，所述BUCK电路的第二端连接第二电源连接端P2，所述第二电源连接端P2用于连接供电电源负极，所述BUCK电路的第三端连接内部供电电压单元VCC的一端，所述内部供电电压单元VCC的另一端连接内部工作电压单元VDD的一端，所述内部工作电压单元VDD的另一端连接整流桥的第一端，所述整流桥的第二端连接第一电池连接端P3，所述第一电池连接端P3用于连接负载电池的一个电极，所述整流桥的第三端连接第二电池连接端P4，所述第一电池连接端P3用于连接负载电池的另一个电极，所述整流桥的第四端连接接地端；所述供电电源电压检测单元的第二端连接第一电源连接端P1，所述供电电源电压检测单元的第三端连接BUCK电路电压输出正极VOUT+；所述BUCK电路的第五端连接所述电流电压采集单元的第一端，所述BUCK电路的第六端连接电阻R9的一端和作为BUCK电路电压输出正极VOUT+的所述电池电压切换单元的第一端，所述BUCK电路的第七端连接电阻R8的一端和电阻RCS的一端，电阻R9的另一端连接电阻R8的另一端和所述电流电压采集单元的第二端，电阻RCS的另一端连接所述电流电压采集单元的第三端、作为BUCK电路电压输出负极VOUT
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的所述电池电压切换单元的第二端；所述电池电压切换单元的第三端连接所述电池电压切换单元的第四端、所述电池电压检测单元的第一端和第一电池连接端P3，所述电池电压切换单元的第五端连接所述电池电压切换单元的第六端、所述电池电压检测单元的第二端和第二电池连接端P4；所述电池电压检测单元的第三端作为检测信号输出端连接所述电池电压切换单元的第七端，所述电池电压检测单元的第四端连接内部工作电压单元VDD。3.根据权利要求2所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述BUCK电路包括第一功率管Q11、第二功率管Q12、输入电容CIN、二极管D7、输出电容COUT、电感L1；所述BUCK电路的第一端连接所述BUCK电路的第三端、所述第二功率管Q12的漏极、输入
电容CIN的一端，输入电容CIN的另一端连接二极管D7的阳极、输出电容COUT的一端、所述BUCK电路的第二端、所述BUCK电路的第七端，所述第二功率管Q12的栅极连接所述BUCK电路的第四端，所述第二功率管Q12的源极连接所述第一功率管Q11的源极，所述第一功率管Q11的漏极连接二极管D7的阴极和电感L1的一端，所述第一功率管Q11的栅极连接所述BUCK电路的第五端，电感L1的另一端连接输出电容COUT的另一端和所述BUCK电路的第六端。4.根据权利要求3所述的电池充电保护电路，其特征在于，所述供电电源电压检测单元包括电阻R1、电阻R2、比较器E1、电阻R3、电阻R4、三极管Q1和第二功率管驱动控制单元；所述供电电源电压检测单元的第一端连接所述第二功率管驱动控制单元的第二电压信号输出端，所述第二功率管驱动控制单元的第二电压信号输入端连接比较器E1的输出端，所述供电电源电压检测单元的第三端连接连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和比较器E1的负输入端，电阻R2的另一端连接接地端，所述供电电源电压检测单元的第二端连接三极管Q1的基极和集电极，三极管Q1的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端和比较器E1的正输入端，电阻R4的另一端连接接地端；当电源电压信号VIN消失时，第一电源连接端P1输入的电源电压信号VIN开始下降，直到当电源电压信号VIN与所述BUCK电路电压输出正极VOUT+输出的正极输出电压信号VOUT的电压差小于预设值时，比较器E1的正输入端输入的第二输入电压信号V2小于比较器E1的负输入端输入的第一输入电压信号V1，使得比较器E1的输出端向所述第二功率管驱动控制单元的电压信号输入端发送的第一输出电压信号VC为低电平0V；当电源电压信号VIN输出稳定时，电源电压信号VIN与正极输出电压信号VOUT的电压差大于预设值，第二输入电压信号V2大于第一输入电压信号V1，使得比较器E1的输出端向所述第二功率管驱动控制单元的电压信号输入端发送的第一输出电压信号VC为高电平，高电平幅值VCC；当第一输出电压信号VC为高电平，且高电平幅值为VCC，所述第二功率管驱动控制单元控制第二功率管Q12导通，从而控制所述BUCK电路导通；当第一输出电压信号VC为低电平0V时，所述第二功率管驱动控制单元控制第二功率管Q12关断，从而控制所述BUCK电路关断。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦桀，刘彬，陈博，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司，
类型：发明
国别省市：