一种带精确延时及休眠功能的单节锂电池保护芯片

摘要

本发明涉及一种带精确延时及休眠功能的单节锂电池保护芯片，本芯片内部包含控制模块、检测模块两部分。检测模块将锂电池电压VDD与过充电检测电压、过放电检测电压相比较，将VM端电压与过流检测电压、短路检测电压、充电检测电压相比较，得到比较信号。控制模块处理比较信号，判断锂电池所处于工作状态，并按实际情况需要切断充电或放电开关以保护锂电池。当锂电池刚进入过放电状态时，检测VDD端与VM端的电压差，当VDD-VM低于休眠检测电压时，且外电路无短路情况时，控制模块控制芯片进入休眠状态，以降低功耗延长工作时间。保持锂电池进入失常状态时所采取的保护措施，当锂电池状态恢复正常时，打开充放电开关解除失常状态。

主权项

一种带精确延时及休眠功能的单节锂电池保护芯片，其特征在于，芯片内部包括控制模块、检测模块两部分；其中，除控制模块以外的内部电路均属于检测模块；所述检测模块包括第一过流检测比较器、第二过流检测比较器、充电检测单元、过充电比较器、过放电比较器、负载短路比较器、基准源模块以及检测模块附属电路；所述检测模块中，第一过流检测比较器、第二过流检测比较器，充电检测模块、过充电比较器、过放电比较器、负载短路比较器以及检测模块附属电路均连接在控制模块上；所述保护芯片包含以下5根外部引脚：电源引脚VDD；地引脚VSS；放电开关控制引脚DO；充电开关控制引脚CO；过流检测电压输入引脚VM；所述保护芯片典型的工作电路连接如下：EB+端为外部充电源的正极端，EB‑端为外部充电源的负极端，同时EB+端与EB‑端分别作为锂电池为外电路供电的正负极输出端；锂电池正极通过电阻R0接电源引脚VDD，同时锂电池正极接EB+端；电源引脚VDD通过电容C0接地；锂电池负极与锂电池保护芯片的地引脚VSS相连后接地，锂电池负极接放电开关FET1的源极，放电开关FET1的漏极接充电开关FET2的漏极，充电开关FET2源极接EB‑端；放电开关控制引脚DO接放电开关FET1栅极，充电开关控制引脚CO接充电开关FET2栅极，过流检测电压输入引脚VM，通过电阻R1接EB‑端；所述控制模块与检测模块的连接如下，电源引脚VDD通过电阻R2与R3串联后接地，过充电比较器正输入端接电阻R2与R3公共端，过充电比较器负输入端接基准源模块VO输出端，过充电比较器输出端接控制模块VOC输入端；电源引脚VDD通过电阻R4与R5串联后接地，过放电比较器正输入端接电阻R4与R5公共端，过放电比较器负输入端接基准源模块VD输出端，过放电比较器输出端接控制模块VOD输入端；VM引脚通过充电检测模块接控制模块Charge输入端；VM引脚分别接第一过流检测比较器、第二过流检测比较器、负载短路比较器正输入端；第一过流检测比较器的负输入端接基准源模块VC1输出端，第一过流检测比较器输出端接控制模块VOC1输入端；第二过流检测比较器的负输入端接基准源模块VC2输出端，第二过流检测比较器输出端接控制模块VOC2输入端；负载短路比较器的负输入端接基准源模块VS输出端，负载短路比较器输出端接控制模块Short输入端；开关MOS管M_VMD的源极接电源引脚VDD，M_VMD栅极接控制模块VMD输出端，M_VMD的漏极通过电阻R_VMD接VM引脚；开关MOS管M_VMS的源极地，M_VMS的栅极接控制模块VMS输出端；M_VMS的漏极通过电阻R_VMS接VM引脚；放电开关控制引脚DO与充电开关控制引脚CO受ESD电路保护，以防止静电损坏芯片；所述过充电比较器比较电源引脚VDD的电压与过充电检测电压，得到过充电比较信号VOC；过放电比较器比较电源引脚VDD的电压与过放电检测电压，得到过放电比较信号VOD；第一过流检测比较器比较VM端电压与第一过流检测比较器检测电压，得到过流比较信号VOC1；第二过流检测比较器比较VM端电压与第二过流检测比较器检测电压，得到过流比较信号VOC2；负载短路比较器比较VM端电压与负载短路检测电压，得到短路比较信号Short；充电检测模块输出充电比较信号Charge；控制模块接收并处理上述6个比较信号，以控制锂电池充放电。