电池保护元件及其芯片制造技术

本公开提供一种电池保护元件及其芯片。该芯片具有一缓冲电路以及一开关电路。该缓冲电路经配置以依据一第一逻辑控制信号、一第一电压、一第二电压以及一第三电压而产生一栅极控制信号。该开关电压具有一反相电路以及一选择电路。该反相电路经配置以将一第二逻辑控制信号反相为一第三逻辑控制信号。该选择电路经配置以依据该第二逻辑控制信号与该第三逻辑控制信号而选择该第二或第三电压以传输到该缓冲电路。当该电池发生一过充电或一过放电时，该栅极控制信号经配置以关闭一功率晶体管。该栅极控制信号经配置以关闭一功率晶体管。该栅极控制信号经配置以关闭一功率晶体管。

【技术实现步骤摘要】
电池保护元件及其芯片
[0001]交叉引用
[0002]本申请案主张2021年8月12日申请的美国正式申请案第17/400,405号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。


[0003]本公开关于一种电池保护元件及其芯片(晶片)。特别涉及一种没有使用二极管的电池保护元件及其芯片。

技术介绍

[0004]通常，当电池发生过充电或过放电时，通过操作多个晶体管与多个二极管以关闭电池。然而，该二极管的临界电压限制该电池保护的操作。因此，避免由该二极管的该临界电压所造成的问题则变成在此领域中的一个重要问题。
[0005]上文的“现有技术”说明仅提供
技术介绍
，并未承认上文的“现有技术”说明披露本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本案的任一部分。

技术实现思路

[0006]本公开的一实施例提供一种芯片，经配置以保护一电池。该芯片包括一缓冲电路以及一开关电路。该缓冲电路经配置以依据一第一逻辑控制信号、一第一电压、一第二电压以及一第三电压而产生一栅极控制信号。该开关电路经配置以传输该第二电压或该第三电压到该缓冲电路。该开关电路具有一反相电路以及一选择电路。该反相电路经配置以将一第二逻辑控制信号反相以产生一第三逻辑控制信号。该选择电路经配置以依据该第二逻辑控制信号或该第三逻辑控制信号而选择该第二电压或该第三电压以传输到该缓冲电路。当该电池发生一过充电或一过放电时，该栅极控制信号经配置以关闭一功率晶体管。
[0007]在一些实施例中，该第一电压由该电池的一阴极所提供，该第二电压由该电池的一阳极所提供，该第三电压由在一充电模式的一充电器的一阳极所提供，以及该第三电压由在一放电模式的一负载的一阳极所提供。该电池的该阳极耦接到该功率晶体管的一第一源极/漏极。
[0008]在一些实施例中，在该充电模式，该充电器的一阴极耦接到该电池的该阴极，以及该充电器的该阳极耦接到该功率晶体管的一第二源极/漏极。
[0009]在一些实施例中，在该放电模式，该负载的一阴极耦接到该电池的该阴极，以及该负载的该阳极耦接到该功率晶体管的一第二源极/漏极。
[0010]在一些实施例中，该芯片还包括一逻辑控制电路、一模式检测电路、一过充电检测电路以及一过放电检测电路。该逻辑控制电路经配置以依据一第一检测信号、一第二检测信号以及一第三检测信号而产生该第一逻辑控制信号与该第二逻辑控制信号。该模式检测电路经配置以依据该第二电压与该第三电压而产生该第一检测信号，以便指示处于该充电
模式或是该放电模式。该过充电检测电路经配置以依据该第一电压与该第二电压而产生该第二检测信号，以便指示是否发生该过充电。该过放电检测电路经配置以依据该第一电压与该第二电压而产生该第三检测信号，以便指示是否发生该过放电。
[0011]在一些实施例中，该反相电路包括一第一晶体管以及一第二晶体管。该第一晶体管具有一第一源极、一第一漏极以及一第一栅极。该第二晶体管具有一第二源极、一第二漏极以及一第二栅极。该第一晶体管为P型晶体管，且该第二晶体为N型晶体管。该第一栅极与该第二栅极经配置以接收该第二逻辑控制信号，该第一源极经配置以接收该第一电压，该第二源极经配置以接收该第三电压，该第一漏极耦接到该第二漏极，以及该第一漏极与该第二漏极经配置以产生该第三逻辑控制信号。
[0012]在一些实施例中，该选择电路包括一第三晶体管以及一第四晶体管。该第三晶体管具有一第三源极、一第三漏极以及一第三栅极。该第四晶体管具有一第四源极、一第四漏极以及一第四栅极。该第三晶体管与该第四晶体管为N型晶体管。该第三栅极经配置以接收该第二逻辑控制信号，该第四栅极经配置以接收该第三逻辑控制信号，该第三源极耦接到该第四源极，该第三漏极经配置以接收该第三电压，该第四漏极经配置以接收该第二电压，以及该第三源极与该第四源极经配置以将该第二电压或该第三电压传输到该缓冲电路。
[0013]在一些实施例中，该缓冲电路包括一第五晶体管以及一第六晶体管。该第五晶体管具有一第五源极、一第五漏极以及一第五栅极。该第六晶体管具有一第六源极、一第六漏极以及一第六栅极。该第五晶体管为P型晶体管，且该第六晶体管为N型晶体管。该第五栅极与该第六栅极经配置以接收该第一逻辑控制信号，该第五源极经配置以接收该第一电压，该第六源极经配置以接收该第二电压或该第三电压，该第五漏极耦接到该第六漏极，以及该第五漏极与该第六漏极经配置以产生该栅极控制信号。
[0014]在一些实施例中，当该过充电发生时，则该开关电路产生具有等于该第三电压的一电压的该栅极控制信号，以关闭该功率晶体管，其中该第三电压低于该第二电压。
[0015]在一些实施例中，当该过放电发生时，该开关电路产生具有等于该第二电压的一电压的该栅极控制信号，以关闭该功率晶体管，其中该第二电压低于该第三电压。
[0016]本公开的另一实施例提供在一种电源保护元件，包括一功率晶体管以及一芯片。该功率晶体管具有一控制栅极、一第一源极/漏极以及一第二源极/漏极，该第一源极/漏极耦接到一电池的一阳极，该第二源极/漏极在一放电模式耦接到一负载的一阳极。该第一源极/漏极在一充电模式还耦接到一充电器的一阳极。该芯片一缓冲电路以及一开关电路。该缓冲电路经配置以依据一第一逻辑控制信号将一第一电压或者是一第二电压与一第三电压其中一个当作一栅极控制信号而传输到该控制栅极。该开关电路经配置以依据一第二逻辑控制信号将该第二电压或该第三电压传输到该缓冲电路。当该充电器断开与该功率晶体管的连接时，该缓冲电路还经配置以连续将该栅极信号传输到该控制栅极，以避免该功率晶体管被关闭。
[0017]在一些实施例中，该开关电路包括一反相电路以及一选择电路。该反相电路经配置以将该第二逻辑控制信号反相以产生一第三逻辑控制信号。该选择电路经配置以依据该第二逻辑控制信号与该第三逻辑控制信号而选择该第二电压或该第三电压以传输到该缓冲电路。
[0018]在一些实施例中，该反相电路包括一第一晶体管以及一第二晶体管。该第一晶体
管具有一第一源极、一第一漏极以及一第一栅极。该第二晶体管具有一第二源极、一第二漏极以及一第二栅极。该第一晶体管为P型晶体管，且该第二晶体管为N型晶体管。该第一栅极与该第二栅极经配置以接收该第二逻辑控制信号，该第一源极经配置以接收该第一电压，该第二源极经配置以接收该第三电压，该第一漏极耦接到该第二漏极，以及该第一漏极与该第二漏极经配置以产生该第三逻辑控制信号。
[0019]在一些实施例中，该选择电路包括一第三晶体管以及一第四晶体管。该第三晶体管具有一第三源极、一第三漏极以及一第三栅极。该第四晶体管具有一第四源极、一第四漏极以及一第四栅极。该第三晶体管与该第四晶体管为N型晶体管。该第三栅极经配置以接收该第二逻辑控制信号，该第四栅极经配置以接收该第三逻辑控制信号，该第三源极耦接到该第四源极，该第三漏极经配置以接收该第三电压，该第四漏极经配置以接收该第二电压，以及该第三源极与该第四源极经配置以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片，经配置以电气连接一电池，包括：一缓冲电路，经配置以依据一第一逻辑控制信号、一第一电压、一第二电压以及一第三电压而产生一栅极控制信号；以及一开关电路，经配置以传输该第二电压或该第三电压到该缓冲电路，其中该开关电路包括：一反相电路，经配置以将一第二逻辑控制信号反相以产生一第三逻辑控制信号；以及一选择电路，经配置以依据该第二逻辑控制信号或该第三逻辑控制信号而选择该第二电压或该第三电压以传输到该缓冲电路；其中当该电池发生一过充电或一过放电时，该栅极控制信号经配置以关闭一功率晶体管。2.如权利要求1所述的芯片，其中该第一电压由该电池的一阴极所提供，该第二电压由该电池的一阳极所提供，该第三电压由在一充电模式的一充电器的一阳极所提供，以及该第三电压由在一放电模式的一负载的一阳极所提供，其中该电池的该阳极耦接到该功率晶体管的一第一源极/漏极。3.如权利要求2所述的芯片，其中在该充电模式，该充电器的一阴极耦接到该电池的该阴极，以及该充电器的该阳极耦接到该功率晶体管的一第二源极/漏极。4.如权利要求2所述的芯片，其中在该放电模式，该负载的一阴极耦接到该电池的该阴极，以及该负载的该阳极耦接到该功率晶体管的一第二源极/漏极。5.如权利要求2所述的芯片，还包括：一逻辑控制电路，经配置以依据一第一检测信号、一第二检测信号以及一第三检测信号而产生该第一逻辑控制信号与该第二逻辑控制信号；一模式检测电路，经配置以依据该第二电压与该第三电压而产生该第一检测信号，以便指示处于该充电模式或是该放电模式；一过充电检测电路，经配置以依据该第一电压与该第二电压而产生该第二检测信号，以便指示是否发生过充电；以及一过放电检测电路，经配置以依据该第一电压与该第二电压而产生该第三检测信号，以便指示是否发生过放电。6.如权利要求1所述的芯片，其中该反相电路包括：一第一晶体管，具有一第一源极、一第一漏极以及一第一栅极；以及一第二晶体管，具有一第二源极、一第二漏极以及一第二栅极；其中该第一晶体管为P型晶体管，且该第二晶体为N型晶体管；以及其中该第一栅极与该第二栅极经配置以接收该第二逻辑控制信号，该第一源极经配置以接收该第一电压，该第二源极经配置以接收该第三电压，该第一漏极耦接到该第二漏极，以及该第一漏极与该第二漏极经配置以产生该第三逻辑控制信号。7.如权利要求1所述的芯片，其中该选择电路包括：一第三晶体管，具有一第三源极、一第三漏极以及一第三栅极；以及一第四晶体管，具有一第四源极、一第四漏极以及一第四栅极；其中该第三晶体管与该第四晶体管为N型晶体管；以及其中该第三栅极经配置以接收该第二逻辑控制信号，该第四栅极经配置以接收该第三
逻辑控制信号，该第三源极耦接到该第四源极，该第三漏极经配置以接收该第三电压，该第四漏极经配置以接收该第二电压，以及该第三源极与该第四源极经配置以将该第二电压或该第三电压传输到该缓冲电路。8.如权利要求1所述的芯片，其中该缓冲电路包括：一第五晶体管，具有一第五源极、一第五漏极以及一第五栅极；以及一第六晶体管，具有一第六源极、一第六漏极以及一第六栅极；其中该第五晶体管为P型晶体管，且该第六晶体管为N型晶体管；以及其中该第五栅极与该第六栅极经配置以接收该第一逻辑控制信号，该第五源极经配置以接收该第一电压，该第六源极经配置以接收该第二电压或该第三电压，该第五漏极耦接到该第六漏极，以及该第五漏极与该第六漏极经配置以产生该栅极控制信号。9.如权利要求1所述的芯片，其中当该过充电发生时，则该开关电路产生具有等于该第三电压的一电压的该栅极控制信号，以关闭该功率晶体管，其中该第三电压低于该第二电压。10.如权利要求1所述的芯片，其中当该过放电发生时，该开关电路产生具有等于该第二电压的一电压的该栅极控制信号，以关闭该功率晶体管，其中该第二电压低于该第三电压。11.一种电池保护元件，包括：一功率晶体管，具有一控制栅极、一第一源极/漏极以及一第二源极/漏极，该第一源极/漏极耦接到一电池的一阳极，该第二源...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤铭，
申请(专利权)人：汤铭，
类型：发明
国别省市：