一种电池保护电路的过充电压检测电路制造技术

本发明专利技术提供一种电池保护电路的快速检测电路，该电路包括一个与过充电压检测支路串联的工作在放大区的晶体管，在测试模式下，将开环电压检测电路接成闭环反馈方式，直接测量得到电池保护电路的等效的过充保护电压，不需要通过扫描电源电压得到精确的过充电电压，大幅度减少测试时间，提高电压测试精度。

【技术实现步骤摘要】
—种电池保护电路的过充电压检测电路
本专利技术涉及电子电路领域，特别是关于一种电池保护电路的快速检测电路。
技术介绍
现有的锂电池通常会设置一个电池保护芯片(或称为电池保护电路)来管理电池电芯的充电和放电。如图1所示，其显示一块电池内电池保护芯片的结构示意图。如图1所示，一块电池保护芯片其通常设置在电池电芯Bat和电池对外的正负极BP+、BP-之间，其通常包括三个连接端和两个控制端，三个连接端分别为连接于电池电芯的正极的VCC端，连接于电池电芯负极的VSS端，连接于电池对外负极BP-的VM端，两个控制端分别为控制电池电芯放电开关Ql的放电控制端DOUT和控制电池电芯充电开关Q2的充电控制端COUT。当对电池进行充电时，电池保护芯片会测试电池电芯Bat的正负极之间的电压 差，如果电池电芯Bat之间的电压低于电池的标准电压，则表示电池电芯的电量不满,可以对其进行充电，则电池保护芯片的充电控制端COUT控制充电开关Q2导通，形成充电通路，连接于电池对外正负极BP+、BP-的外界电源对电池电芯进行充电。当电池作为电源对外放电时，电池保护芯片的放电控制端DOUT输出信号，控制放电开关Ql导通，电池电芯对外放电。电池保护芯片通常会设置保护机制来防止对电池电芯的过度充电。例如，通常一个电池电芯，其充满时的电压是一个标准值，假设是4. 3V，电池保护芯片包括一个过充保护电路，其根据电池电芯的正负极之间的电压是否超过4. 3v来判断电池电芯是否过充，如果电池电芯的正负极之间的电压超过4. 3v，则电池保护芯片的过充保护电路会输出一个控制信号，充电输出端COUT会根据该过充保护电路输出的控制信号控制充电开关Q2，停止对电池电芯充电。对于每个电池保护芯片，其过充保护电压是由其内部的过充保护电路决定的，在制造完一块电池保护芯片时，需要对该芯片进行测试，以确定该芯片的实际的过充保护电压。而电池保护芯片中为防止噪声等问题造成的误动作，通常有一内部延迟电路，典型的过充延迟时间大约在O.1秒至2秒之间.但是在电池保护芯片的测试阶段，为了测试过充电保护电压(VOC)，可能需要用多个电压来模拟电池电芯的充电电压进行多次测试，而每次因为延迟电路的延迟时间，使得整个芯片测试所耗费的时间是相当可观的，这对于大量的电池保护IC产品测试是非常不利的，一般现有技术如图1所示，电池保护芯片除去VCC，VSS, VM, DOUT，COUT五个必需引脚外，额外增加一个测试引脚DS，通过直接对测试引脚DS施加测试电压来减少测试时的延迟时间，通过测试可以测出该电池保护芯片的精确的过充电保护电压，如果该电池保护芯片的实际过充保护电压不符合要求的过充保护电压，可以对电路中的相关器件的参数进行修调(trimming)，从而将过充电保护电压修调到一定的精度范围内。如图2所示，其显示现有的过充电压检测电路的结构示意图。如图2中所示，其中电源电压BAT即测试的电源电压，该过充电压检测电路包括由NPN三极管Ql、Q2，电阻R1，PMOS第一晶体管PMl、PM2形成的一个基于Λ VBE/R的电流偏置电路，其中Λ Vbe=VBE2-VBEI。PMOS第三晶体管ΡΜ3和第一晶体管PMl形成电流镜像电路，因此ΡΜ3所在电路的电流为Δ Vbe/R1，三极管Q3的基极连接于由电阻R3和R4串联组成的分压电路的R3和R4的连接节点，这样R3和R4组成的分压电路的电压为(R3+R4) * (Vbe3+R2* Δ VBE/R1) /R3，该分压电路的电压即为该芯片保护电路的过充保护电压V0C，该过充保护电压检测电路还包括一个PMOS晶体管PM4，其栅极连接于PM3的漏极与三极管Q3的集电极的连接节点，其漏极连接于一个放大整形电路Al的输入端。现有的测试芯片的过充保护电压的方法是一步一步地调节电源电压BAT，当电源电压小于VOC电压时，晶体管PM4截止，则放大整形电路Al的输入端输入的电压是逐渐增大的，此时放大整形电路Al的输出端输出低电平，随着电源电压的逐渐增大，当电源电压达到芯片保护电路的过充保护电压VOC时，放大整形电路Al的输入端输入的电压增大到放大整形电路Al的翻转电压，则放大整形电路Al的输出端输出高电平，这样即可以确定该放大整形电路Al的翻转时候的电源电压即为该芯片的过充保护电压。 对于一个芯片，其实际的过充电保护电压是未知的，范围可能很宽，所以现有的测试方法是提供一个范围较宽的测试电源电压，通过每间隔一个步进的方式扫描测试电源电压，当扫描到测试电源电压为某个电压而过充检测电路输出发生变化时即可确定该测试电压的值为该芯片的过充保护电压。但现有的这种方法电源电压每跳变一个步进(Step)仍然需要等待一定时间进行测试，这样测试时间仍然会比较长，增加芯片整体成本。另外测试时为了节省测试时间，每个步进通常会设定在2飞mv之间，这也牺牲了一定的测试精度。因此，有必要对现有的检测电路进行改进，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电池保护电路的过充保护电压的检测电路。为达成前述目的，本专利技术一种电池保护电路的过充电压检测电路，其包括过充电压检测单元，其包括输入端、控制输出端及过充电压测量输出端，其控制输出端连接于第一功率器件的控制端；第一功率器件，其包括控制端、输入端及输出端，其输入端连接于电源电压，输出端连接于第二功率器件的控制端；第二功率器件，其包括控制端、输入端及输出端，其输入端连接于电源电压，输出端连接于过充电压检测单元的输入端；过充电压检测单元的输入端连接于电源电压，如果过充电压检测单元检测到的输入电压小于过充保护电压，过充电压检测单元的控制输出端输出第一控制信号控制第一功率器件的输出端输出第一电平，当过充电压检测单元检测到的输入电压大于过充保护电压，过充电压检测单元的控制输出端输出第二控制信号控制第一功率器件的输出端输出第二电平；第一功率器件的输出端输出第一电平时控制第二功率器件的输出端的输出增大过充电压检测单元的输入电压，第一功率器件的输出端输出第二电平时控制第二功率器件的输出端的输出降低过充电压检测单兀的输入电压。根据本专利技术的一个实施例，所述过充电压检测电路进一步包括一个控制第二功率器件连接至过充电压检测单元的测试开关，当测试开关闭合时将第二功率器件的输出端连接至过充电压检测单元的输入端，当测试开关断开时将第二功率器件的输出端自过充电压检测单元的输入端断开。根据本专利技术的一个实施例，所述过充电压检测单元包括偏置电流电路、镜像电流电路、电压检测支路；镜像电流电路镜像偏置电流电路的电流形成第一电流，所述电压检测支路在镜像电流电路产生第二电流，所述过充电压检测单元比较所述第一电流和第二电流后其控制输出端输出控制第一功率器件的控制信号。根据本专利技术的一个实施例，所述电流偏置电路包括NPN型第一三极管Q1、第二三极管Q2，第一电阻Rl，PMOS型第一晶体管PM1、第二晶体管PM2，其中该电流偏置电路的第一晶体管PMl的源极连接于电源电压，第一晶体管PMl的漏极连接于第一三极管Ql的集电极，第一晶体管PMl的栅极与第二晶体管PM2的栅极相连，第一三极管Ql的发射极通过第一电阻Rl接地，第一三极管Ql的基极与第二三极管Q2的基极相连；第二晶体管PM2的源极连接于电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池保护电路的过充电压检测电路，其包括：过充电压检测单元，其包括输入端、控制输出端及过充电压测量输出端，其控制输出端连接于第一功率器件的控制端；第一功率器件，其包括控制端、输入端及输出端，其输入端连接于电源电压，输出端连接于第二功率器件的控制端；第二功率器件，其包括控制端、输入端及输出端，其输入端连接于电源电压，输出端连接于过充电压检测单元的输入端；过充电压检测单元的输入端连接于电源电压，如果过充电压检测单元检测到的输入电压小于过充保护电压，过充电压检测单元的控制输出端输出第一控制信号控制第一功率器件的输出端输出第一电平，当过充电压检测单元检测到的输入电压大于过充保护电压，过充电压检测单元的控制输出端输出第二控制信号控制第一功率器件的输出端输出第二电平；第一功率器件的输出端输出第一电平时控制第二功率器件的输出端的输出增大过充电压检测单元的输入电压，第一功率器件的输出端输出第二电平时控制第二功率器件的输出端的输出降低过充电压检测单元的输入电压。

【技术特征摘要】
1.一种电池保护电路的过充电压检测电路,其包括过充电压检测单元，其包括输入端、控制输出端及过充电压测量输出端，其控制输出端连接于第一功率器件的控制端；第一功率器件，其包括控制端、输入端及输出端，其输入端连接于电源电压，输出端连接于第二功率器件的控制端；第二功率器件，其包括控制端、输入端及输出端，其输入端连接于电源电压，输出端连接于过充电压检测单元的输入端；过充电压检测单元的输入端连接于电源电压，如果过充电压检测单元检测到的输入电压小于过充保护电压，过充电压检测单元的控制输出端输出第一控制信号控制第一功率器件的输出端输出第一电平，当过充电压检测单元检测到的输入电压大于过充保护电压，过充电压检测单元的控制输出端输出第二控制信号控制第一功率器件的输出端输出第二电平;第一功率器件的输出端输出第一电平时控制第二功率器件的输出端的输出增大过充电压检测单兀的输入电压，第一功率器件的输出端输出第二电平时控制第二功率器件的输出端的输出降低过充电压检测单元的输入电压。2.如权利要求1所述的电池保护电路过充电压检测电路，其特征在于所述过充电压检测电路进一步包括一个控制第二功率器件连接至过充电压检测单元的测试开关，当测试开关闭合时将第二功率器件的输出端连接至过充电压检测单元的输入端，当测试开关断开时将第二功率器件的输出端自过充电压检测单元的输入端断开。3.如权利要求1所述的电池保护电路过充电压检测电路，其特征在于所述过充电压检测单元包括偏置电流电路、镜像电流电路、电压检测支路；镜像电流电路镜像偏置电流电路的电流形成第一电流，所述电压检测支路在镜像电流电路产生第二电流，所述过充电压检测单元比较所述第一电流和第二电流后其控制输出端输出控制第一功率器件的控制信号。4.如权利要求3所述的电池保护电路过充电压检测电路，其特征在于所述电流偏置电路包括NPN型第一三极管Q1、第二三极管Q2，第一电阻Rl，PMOS型第一晶体管PM1、第二晶体管PM2，其中该电流偏置电路的第一晶体管PMl的源极连接于电源电压，第一晶体管 PMl的漏极连接于第一三极管Ql的集电极，第一晶体管PMl的栅极与第二晶体管PM2的栅极相连，第一三极管Ql的发射极通过第一电阻Rl接地，第一三极管Ql的基极与第二三极管Q2的基极相连；第二晶体管PM2的源极连接于电源电压，第二晶体管PM2的栅极与第一晶体管PMl的栅极相连，第二晶体管PM2的漏极与三极管Q2的集电极相连，第二三极管Q2 的发射极接地，第二三极管Q2的基极与第一三极管Ql的基极相连，所述第二功率器件为一个PMOS晶体管PM5，所述电压检测支路包括连接于晶体管PM5的漏极和地之间的串联的第三电阻R3和第四电阻R4，所述电流镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文博，王钊，常星，尹航，李展，
申请(专利权)人：无锡中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：