电池保护电路及电池保护方法技术

一种电池保护电路及电池保护方法，电池保护电路的多个供电接脚分别耦接多个彼此串联的电池单元。电池保护电路包括比较电路、切换电路、电流源及多个开关。切换电路分别耦接这些供电接脚及比较电路，用以分别在多个不同的第一期间将这些供电接脚中相邻两接脚间的跨压输入至比较电路。电流源提供放电电流。该些开关耦接于这些供电接脚与电流源之间。该些开关分别在多个不同的第二期间导通，以使得这些供电接脚分别连接电流源。第一期间小于第二期间且第二期间包含多个第一期间。比较电路在每个第一期间中使用跨压作为工作电压，且对连接电流源的供电接脚进行断线侦测。本发明专利技术能大幅降低电路面积及功耗，还能同时兼顾低功耗与高精准度的需求。精准度的需求。精准度的需求。

【技术实现步骤摘要】
电池保护电路及电池保护方法


[0001]本专利技术与电池保护有关，尤其是关于一种电池保护电路及电池保护方法。

技术介绍

[0002]请参照图1，图1为利用一次电池保护集成电路PIC1与二次电池保护集成电路PIC2监测电池状态以提供电池保护的示意图。如图1所示，多个电池单元B1～B4分别串接于相邻两供电接脚VC1及VC2、VC2及VC3、VC3及VC4、VC4及GND之间。一次电池保护集成电路PIC1通过控制保护开关MA/MB导通/关断充电路径达到重复性的保护动作。当一次电池保护集成电路PIC1故障时，则由二次电池保护集成电路PIC2执行保护机制。当二次电池保护集成电路PIC2侦测到过电压(Over
‑
voltage)事件发生时，会发出保护信号CO控制保险丝驱动器FD熔断设置于供电路径上的保险丝F，以提供一次性的过电压保护(Over
‑
Voltage Protection,OVP)。为了能持续监测电池状态，现有的电池保护电路通常需持续地感测每个电池的跨压，导致常态性的耗能。
[0003]再者，对于使用锂电池供电的便携式装置(尤其例如电钻等会产生震动的工具)而言，于其工作期间内，其电池保护电路的焊接处可能因震动而脱落，导致电池保护电路无法感测到电池状态，故还需对此状况提供断线保护(Open
‑
Wire Protection,OWP)功能。
[0004]在传统具有断线侦测的电池保护集成电路中，利用多个比较器个别监测电池单元的电压进行过电压保护。由于比较器的输出电压为高压信号，还需再相应配置电位偏移器(Level shifter)来转换为低压信号。断线保护电路则会再配置电流源(或耦接工作电压的大电阻)与各电池单元并连连接，其功耗约为过电压保护电路的2～3倍，若同时在所有的保护电路中都加入过电压保护功能与断线保护功能，势必导致产品的电路面积及耗电量大增，此缺点亟待克服。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出一种电池保护电路及电池保护方法，以有效解决现有技术所遭遇到的问题。
[0006]本专利技术提供一种电池保护电路，具有多个供电接脚，分别耦接多个彼此串联的电池单元。电池保护电路包括比较电路、切换电路、电流源及多个开关。切换电路分别耦接该些供电接脚及比较电路，用以分别在多个不同的第一期间将该些供电接脚中相邻两接脚间的跨压输入至比较电路。电流源提供放电电流。多个开关分别耦接于该些供电接脚与电流源之间。该些开关分别在多个不同的第二期间导通，以使得该些供电接脚分别连接电流源。第一期间小于第二期间且第二期间包含多个第一期间。比较电路在每个第一期间中使用跨压作为工作电压，且对连接电流源的供电接脚进行断线侦测。
[0007]于一实施例中，在第一期间内，比较电路根据跨压进行过电压侦测。
[0008]于一实施例中，比较电路在一个侦测周期(Clock cycle)内依次对该些电池单元进行过电压侦测。
[0009]于一实施例中，第二期间包含至少一个侦测周期。
[0010]于一实施例中，每个供电接脚间隔多个侦测周期后再次抽电流进行断线侦测。
[0011]于一实施例中，电池保护电路还包括电位偏移器，耦接比较电路，用以将比较电路输出的比较结果由高电压域转变至低电压域。
[0012]本专利技术还提供一种电池保护方法，用于保护多个彼此串联的电池单元。该些电池单元分别耦接多个供电接脚且该些供电接脚通过切换电路耦接比较电路。电池保护方法包括下列步骤：(a)分别在多个不同的第一期间比较该些供电接脚中相邻两接脚间的跨压；以及(b)分别在多个不同的第二期间对该些供电接脚提供放电电流以进行断线侦测。第一期间小于所述第二期间，且跨压被用以作为比较电路的工作电压。
[0013]于一实施例中，在第一期间内，根据跨压进行过电压侦测。
[0014]于一实施例中，在一个侦测周期内依次对该些电池单元进行过电压侦测。
[0015]于一实施例中，第二期间包含至少一个侦测周期。
[0016]于一实施例中，每个供电接脚在间隔多个侦测周期后再次进行断线侦测。
[0017]相较于现有技术，本专利技术的电池保护电路及电池保护方法利用单一比较器，分时接收相邻两接脚的跨压进行侦测，并且利用相邻两接脚的跨压作为比较器工作电压，使比较器能使用本较低的低压组件实现。还利用单一电流源，分时对个别接脚提供放电电流以进行开路侦测。由以减少比较器与位准偏移器的数量，不仅能大幅降低电路面积及功耗，还能针对单一比较器进行最佳化匹配，由以同时兼顾低功耗与高精准度的需求。
[0018]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附图得到进一步的了解。
附图说明
[0019]图1为现有技术中同时使用一次电池保护集成电路及二次电池保护集成电路进行电池保护的示意图。
[0020]图2为依据本专利技术的一具体实施例的电池保护电路的示意图。
[0021]图3及图4分别为图2中的各控制信号的时序图。
[0022]图5为过压侦测波形的时序图。
[0023]图6为断线侦测电路的示意图。
[0024]图7为断线侦测波形的时序图。
[0025]图8为使用小电流抽载进行断线侦测波形的时序图。
[0026]图9为依据本专利技术的另一具体实施例的电池保护方法的流程图。
[0027]主要元件符号说明：
[0028]VC1～VC4
…
供电接脚
[0029]GND
…
供电接脚
[0030]B1～B4
…
电池单元
[0031]PIC1
…
一次电池保护集成电路
[0032]PIC2
…
二次电池保护集成电路
[0033]FD
…
保险丝驱动器
[0034]F
…
保险丝
[0035]VDD
…
充电电压
[0036]PCK+
…
高压端
[0037]PCK
‑…
低压端
[0038]CO
…
保护信号
[0039]DO
…
保护信号
[0040]MA
…
保护开关
[0041]MB
…
保护开关
[0042]R1～R8
…
电阻
[0043]C1～C4
…
电容
[0044]C
…
电容
[0045]COM1～COM4
…
比较器
[0046]21～23
…
电位偏移器
[0047]24
…
控制电路
[0048]PTIC
…
电池保护集成电路
[0049]OV
…
过压保护信号
[0050]3…...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池保护电路，具有多个供电接脚，分别耦接多个彼此串联的电池单元，其特征在于，所述电池保护电路包括：比较电路；切换电路，分别耦接该些供电接脚及所述比较电路，用以分别在多个不同的第一期间将该些供电接脚中相邻两接脚间的跨压输入至所述比较电路；电流源，提供放电电流；以及多个开关，分别耦接于该些供电接脚与所述电流源之间，该些开关分别在多个不同的第二期间导通，以使得该些供电接脚分别连接所述电流源，其中所述第一期间小于所述第二期间，且所述第二期间包含多个所述第一期间；其中，所述比较电路在每个所述第一期间中使用所述跨压作为工作电压，且对连接所述电流源的所述供电接脚进行断线侦测。2.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，在所述第一期间内，所述比较电路根据所述跨压进行过电压侦测。3.如权利要求1所述的电池保护电路，其特征在于，所述比较电路在一个侦测周期内依次对该些电池单元进行过电压侦测。4.如权利要求3所述的电池保护电路，其特征在于，所述第二期间包含至少一个所述侦测周期。5.如权利要求3所述的电池...

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