适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路制造技术

本发明专利技术提供一种适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路，包括欠压检测电路和负载/充电器检测电路；在后者中，第一比较器正输入端接负载检测基准电压，负输入端接负载检测端；第二比较器正输入端接第一充电器检测基准电压，负输入端接充电器检测端；第三比较器正输入端接充电器检测端，负输入端接第二充电器检测基准电压；三输入或门输入端接三个比较器的输出端，输出端接滤波电路输入端；D触发器时钟端接滤波电路输出端，复位端接非欠压状态端，Q端接欠压释放端；高压NMOS管栅极接欠压状态端，源极接地，漏极经过第一电阻与负载检测端连接；高压PMOS管栅极接非欠压状态端，源极接电源端，漏极经过第二电阻与充电器检测端连接。

【技术实现步骤摘要】
适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路
本专利技术涉及锂电池保护
，具体来说，本专利技术涉及一种适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路。
技术介绍
锂电池广泛应用于电动工具、电动自行车、不间断电源(UninterruptiblePowerSupply，UPS)和移动电源等领域。锂电池本身的特性决定了欠压保护电路的必要性：为了防止放电回路在欠压点附近振荡，一般都设置欠压迟滞点。但是在恶劣条件下，例如锂电池长期使用后性能变差，导致内阻增大、负载电流较大等情况，尤其是在欠压点附近内阻本身就很大。如果又在重负载情况下大电流放电，仍然可能引起欠压点附近的振荡，导致响应欠压而关闭放电回路后，电压回升幅度足够大(大于预设的欠压迟滞电压)导致退出欠压，从而又开启放电回路，再次大电流放电。如此反复，导致放电端(DSG)频繁开关而振荡，可能导致负载、锂电池、锂电池保护板的损坏，甚至会引起安全性问题。图1为传统的一种欠压保护电路在恶劣条件下体现振荡问题的各参数的曲线示意图。如图1所示，LOAD代表负载是否接上(LOAD＝1代表接上，反之则代表未接上)，Vcell代表锂电池电压，Vdrv为保护电路的欠压迟滞翻转点(预先设置)，Vdv为保护电路的欠压翻转点(也是预先设置)，Odischarge代表锂电池是否进入欠压状态(Odischarge＝0代表正常放电，反之则代表进入欠压状态)，DSG为输出放电回路的开关(DSG＝1代表打开而正常放电，反之则代表关闭而进入欠压状态)。所以，上述锂电池应用领域中遇到的放电回路振荡的问题，是本领域中亟需解决的一个难题。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路，防止放电回路在恶劣条件下在欠压点附近发生振荡。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路，其包括欠压检测电路和负载/充电器检测电路；其中，所述欠压检测电路的输入侧具有多个锂电池的电压输入端和一个欠压释放端，其输出侧具有一个欠压状态端和一个非欠压状态端；所述负载/充电器检测电路包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、三输入或门、滤波电路、D触发器、高压NMOS管、高压PMOS管、第一电阻和第二电阻；所述第一比较器的正输入端连接一负载检测基准电压，其负输入端连接一负载检测端，其输出端产生一负载拔除信号；所述第二比较器的正输入端连接一第一充电器检测基准电压，其负输入端连接一充电器检测端，其输出端产生一第一充电器连接信号；所述第三比较器的正输入端连接所述充电器检测端，其负输入端连接一第二充电器检测基准电压，其输出端产生一第二充电器连接信号；所述三输入或门的输入端分别接收所述负载拔除信号、所述第一充电器连接信号和所述第二充电器连接信号，其输出端产生一或运算输出信号；所述滤波电路的输入端接收所述或运算输出信号；所述D触发器具有D端、Q端、端、时钟端和复位端，所述时钟端与所述滤波电路的输出端连接，所述复位端与所述非欠压状态端连接，所述Q端与所述欠压释放端连接，所述D端与一电源端连接，所述端空置；所述高压NMOS管的栅极与所述欠压状态端连接，其源极接地，其漏极经过所述第一电阻与所述负载检测端连接；所述高压PMOS管的栅极与所述非欠压状态端连接，其源极与所述电源端连接，其漏极经过所述第二电阻与所述充电器检测端连接。可选地，所述锂电池保护方案包括：同口、半分口、全分口和P充N放。可选地，所述欠压保护负载锁存电路能应用于锂电池应用领域中的电动工具、电动自行车、不间断电源或者移动电源内。可选地，在同口的所述锂电池保护方案中，包括所述欠压保护负载锁存电路的一锂电池应用电路中连接负载的正、负连接端与连接充电器的正、负连接端分别是相同的；所述锂电池应用电路还包括：过压保护电路；过流保护电路；其他保护电路；控制逻辑电路，其输入端分别与所述欠压保护负载锁存电路、所述过压保护电路、所述过流保护电路和所述其他保护电路连接，其输出端连接到一充电端和一放电端，用于接收包括欠压保护、过压保护、过流保护和其他保护信号并控制所述充电端和/或所述放电端的开关；充电回路控制开关管，其栅极与所述充电端连接，其源极、所述负载检测端和所述充电器检测端均与连接所述负载/充电器的负连接端连接；充电回路电阻，连接于所述充电回路控制开关管的栅极和源极之间；放电回路控制开关管，其栅极与所述放电端连接，其漏极与所述充电回路控制开关管的漏极连接，其源极与由多个所述锂电池组成的锂电池组的负极连接。可选地，在半分口的所述锂电池保护方案中，包括所述欠压保护负载锁存电路的一锂电池应用电路中连接负载的正连接端与连接充电器的正连接端是相同的，而连接负载的负连接端与连接充电器的负连接端则是分开的；所述锂电池应用电路还包括：过压保护电路；过流保护电路；其他保护电路；控制逻辑电路，其输入端分别与所述欠压保护负载锁存电路、所述过压保护电路、所述过流保护电路和所述其他保护电路连接，其输出端连接到一充电端和一放电端，用于接收包括欠压保护、过压保护、过流保护和其他保护信号并控制所述充电端和/或所述放电端的开关；充电回路控制开关管，其栅极与所述充电端连接，其源极和所述充电器检测端均与连接所述充电器的负连接端连接；充电回路电阻，连接于所述充电回路控制开关管的栅极和源极之间；放电回路控制开关管，其栅极与所述放电端连接，其漏极与所述充电回路控制开关管的漏极连接，并与所述负载检测端一起均与连接所述负载的负连接端连接，其源极与由多个所述锂电池组成的锂电池组的负极连接。可选地，在全分口的所述锂电池保护方案中，包括所述欠压保护负载锁存电路的一锂电池应用电路中连接负载的正连接端与连接充电器的正连接端是相同的，而连接负载的负连接端与连接充电器的负连接端则是分开的；所述锂电池应用电路还包括：过压保护电路；过流保护电路；其他保护电路；控制逻辑电路，其输入端分别与所述欠压保护负载锁存电路、所述过压保护电路、所述过流保护电路和所述其他保护电路连接，其输出端连接到一充电端和一放电端，用于接收包括欠压保护、过压保护、过流保护和其他保护信号并控制所述充电端和/或所述放电端的开关；充电回路控制开关管，其栅极与所述充电端连接，其源极和所述充电器检测端均与连接所述充电器的负连接端连接，其漏极与一第三二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与由多个所述锂电池组成的锂电池组的负极连接；充电回路电阻，连接于所述充电回路控制开关管的栅极和源极之间；放电回路控制开关管，其栅极与所述放电端连接，其漏极与所述负载检测端均与连接所述负载的负连接端连接，其源极也与所述锂电池组的负极连接。可选地，在P充N放的所述锂电池保护方案中，包括所述欠压保护负载锁存电路的一锂电池应用电路中连接负载的负连接端与连接充电器的负连接端是相同的，而连接负载的正连接端与连接充电器的正连接端则是分开的；所述锂电池应用电路还包括：过压保护电路；过流保护电路；其他保护电路；控制逻辑电路，其输入端分别与所述欠压保护负载锁存电路、所述过压保护电路、所述过流保护电路和所述其他保护电路连接，其输出端连接到一充电端和一放电端，用于接收包括欠压保护、过压保护、过流保护和其他保护信号并控制所述充电端和/或所述放电端的开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路(200)，其包括欠压检测电路(SCH2)和负载/充电器检测电路(202)；其中，所述欠压检测电路(SCH2)的输入侧具有多个锂电池(CELL1、CELL2、CELL3…CELLn)的电压输入端(VC1、VC2、VC3…VCn)和一个欠压释放端(OD_RELS)，其输出侧具有一个欠压状态端(Odischarge)和一个非欠压状态端(Odischarge‾);]]>所述负载/充电器检测电路(202)包括：第一比较器(cmp1)、第二比较器(cmp2)、第三比较器(cmp3)、三输入或门(OR3)、滤波电路(SCH1)、D触发器(DF1)、高压NMOS管(MN1)、高压PMOS管(MP1)、第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；所述第一比较器(cmp1)的正输入端连接一负载检测基准电压(Vtr_Load)，其负输入端连接一负载检测端(LDET)，其输出端产生一负载拔除信号(loadoff)；所述第二比较器(cmp2)的正输入端连接一第一充电器检测基准电压(Vtr_cgr1)，其负输入端连接一充电器检测端(CDET)，其输出端产生一第一充电器连接信号(cgron1)；所述第三比较器(cmp3)的正输入端连接所述充电器检测端(CDET)，其负输入端连接一第二充电器检测基准电压(Vtr_cgr2)，其输出端产生一第二充电器连接信号(cgron2)；所述三输入或门(OR3)的输入端分别接收所述负载拔除信号(loadoff)、所述第一充电器连接信号(cgron1)和所述第二充电器连接信号(cgron2)，其输出端产生一或运算输出信号(VA)；所述滤波电路(SCH1)的输入端接收所述或运算输出信号(VA)；所述D触发器(DF1)具有D端、Q端、端、时钟端(Clk)和复位端(Reset)，所述时钟端(Clk)与所述滤波电路(SCH1)的输出端连接，所述复位端(Reset)与所述非欠压状态端连接，所述Q端与所述欠压释放端(OD_RELS)连接，所述D端与一电源端(VDD)连接，所述Q端空置；所述高压NMOS管(MN1)的栅极与所述欠压状态端(Odischarge)连接，其源极接地，其漏极经过所述第一电阻(R1)与所述负载检测端(LDET)连接；所述高压PMOS管(MP1)的栅极与所述非欠压状态端连接，其源极与所述电源端(VDD)连接，其漏极经过所述第二电阻(R2)与所述充电器检测端(CDET)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于多种锂电池保护方案的欠压保护负载锁存电路(200)，其包括欠压检测电路(SCH2)和负载/充电器检测电路(202)；其中，所述欠压检测电路(SCH2)的输入侧具有多个锂电池(CELL1、CELL2、CELL3…CELLn)的电压输入端(VC1、VC2、VC3…VCn)和一个欠压释放端(OD_RELS)，其输出侧具有一个欠压状态端(Odischarge)和一个非欠压状态端所述负载/充电器检测电路(202)包括：第一比较器(cmp1)、第二比较器(cmp2)、第三比较器(cmp3)、三输入或门(OR3)、滤波电路(SCH1)、D触发器(DF1)、高压NMOS管(MN1)、高压PMOS管(MP1)、第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；所述第一比较器(cmp1)的正输入端连接一负载检测基准电压(Vtr_Load)，其负输入端连接一负载检测端(LDET)，其输出端产生一负载拔除信号(loadoff)；所述第二比较器(cmp2)的正输入端连接一第一充电器检测基准电压(Vtr_cgr1)，其负输入端连接一充电器检测端(CDET)，其输出端产生一第一充电器连接信号(cgron1)；所述第三比较器(cmp3)的正输入端连接所述充电器检测端(CDET)，其负输入端连接一第二充电器检测基准电压(Vtr_cgr2)，其输出端产生一第二充电器连接信号(cgron2)；所述三输入或门(OR3)的输入端分别接收所述负载拔除信号(loadoff)、所述第一充电器连接信号(cgron1)和所述第二充电器连接信号(cgron2)，其输出端产生一或运算输出信号(VA)；所述滤波电路(SCH1)的输入端接收所述或运算输出信号(VA)；所述D触发器(DF1)具有D端、Q端、端、时钟端(Clk)和复位端(Reset)，所述时钟端(Clk)与所述滤波电路(SCH1)的输出端连接，所述复位端(Reset)与所述非欠压状态端连接，所述Q端与所述欠压释放端(OD_RELS)连接，所述D端与一电源端(VDD)连接，所述Q端空置；所述高压NMOS管(MN1)的栅极与所述欠压状态端(Odischarge)连接，其源极接地，其漏极经过所述第一电阻(R1)与所述负载检测端(LDET)连接；所述高压PMOS管(MP1)的栅极与所述非欠压状态端连接，其源极与所述电源端(VDD)连接，其漏极经过所述第二电阻(R2)与所述充电器检测端(CDET)连接。2.根据权利要求1所述的欠压保护负载锁存电路(200)，其特征在于，所述锂电池保护方案包括：同口、半分口、全分口和P充N放。3.根据权利要求2所述的欠压保护负载锁存电路(200)，其特征在于，所述欠压保护负载锁存电路(200)能应用于锂电池应用领域中的电动工具、电动自行车、不间断电源或者移动电源内。4.根据权利要求3所述的欠压保护负载锁存电路(200)，其特征在于，在同口的所述锂电池保护方案中，包括所述欠压保护负载锁存电路(200)的一锂电池应用电路(400)中连接负载的正、负连接端(P+、P-)与连接充电器的正、负连接端(C+、C-)分别是相同的；所述锂电池应用电路(400)还包括：过压保护电路(401)；过流保护电路(402)；其他保护电路(403)；控制逻辑电路(404)，其输入端分别与所述欠压保护负载锁存电路(200)、所述过压保护电路(401)、所述过流保护电路(402)和所述其他保护电路(403)连接，其输出端连接到一充电端(CHG)和一放电端(DSG)，用于接收包括欠压保护、过压保护、过流保护和其他保护信号并控制所述充电端(CHG)和/或所述放电端(DSG)的开关；充电回路控制开关管(MCHG)，其栅极与所述充电端(CHG)连接，其源极、所述负载检测端(LDET)和所述充电器检测端(CDET)均与连接所述负载/充电器的负连接端(P-/C-)连接；充电回路电阻(RCHG)，连接于所述充电回路控制开关管(MCHG)的栅极和源极之间；放电回路控制开关管(MDSG)，其栅极与所述放电端(DSG)连接，其漏极与所述充电回路控制开关管(MCHG)的漏极连接，其源极与由多个所述锂电池(CELL1、CELL2、CELL3…CELLn)组成的锂电池组的负极连接。5.根据权利要求3所述的欠压保护负载锁存电路(200)，其特征在于，在半分口的所述锂电池保护方案中，包括所述欠压保护负载锁存电路(200)的一锂电池应用电路(500)中连接负载的正连接端(P+)与连接充电器的正连接端(C+)是相同的，而连接负载的负连接端(P-)与连接充电器的负连接端(C-)则是分开的；所述锂电池应用电路(500)还包括：过压保护电路(501)；过流保护电路(502)；其他保护电路(503)；控制逻辑电路(504)，其输入端分别与所述欠压保护负载锁存电路(200)、所述过压保护电路(501)、所述过流保护电路(502)和所述其他保护电路(503)连接，其输出端连接到一充电端(CHG)和一放电端(DSG)，用于接收包括欠压保护、过压保护、过流保护和其他保护信号并控...

【专利技术属性】
技术研发人员：白胜天，张树晓，罗彦，
申请(专利权)人：中颖电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31