对电池充放电的芯片及免于过度充放电伤害的保护电路制造技术

一种对电池充放电的芯片及免于过度充放电伤害的保护电路。该芯片用来对一电池进行充放电，包含有一工作电压接点、一电池电压接点、一系统接地接点、一电池接地接点、一充电电路及一保护电路，其中该保护电路包含一电压箝制电路。该充电电路耦接于该工作电压接点与该电池电压接点之间，用来接收一工作电压以产生一充电电压至该电池电压接点；该保护电路耦接于该电池电压接点、该系统接地接点以及该电池接地接点之间，其中该保护电路用来保护该电池免于过度充放电的伤害；以及该电压箝制电路用以在该系统接地接点上的系统接地电压低于该电池接地接点上的电池接地电压时，提供一受箝制的输出电压。

【技术实现步骤摘要】
对电池充放电的芯片及免于过度充放电伤害的保护电路
本专利技术涉及充电器，尤其涉及一种用来对电池进行充放电的芯片及一种用来保护电池免于过度充放电伤害的保护电路。
技术介绍
在传统的电池充电器中，充电电路、保护电路、及电源管理电路是分别由三个芯片来实作，而这三个芯片所使用的接地电压不完全是相同的，举例来说，充电电路及电源管理电路所使用的是来自变压器(adapter)的系统接地电压，而保护电路所使用的来自于系统接地电压和电池的电池接地电压。当电池正常充放电时，系统接地电压会通过一开关连接至电池的电池接地电压。当电池异常充放电时，该开关会断开使得系统接地电压不会连接至电池的电池接地电压。因此，若是要将这三个电路整合在一个芯片中，由于需要使用到两种不同的接地电压，且该等接地电压在上述开关断开时有可能会大幅变动，故会使得芯片中的元件需要使用高压元件来实作，增加设计上的成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一在于提供一种用来对电池进行充放电的芯片及一种用来保护电池免于过度充放电伤害的保护电路，其大部分的元件均可以使用低压元件来实作，且可以避免系统接地电压大幅变动时对电路造成的影响，以解决现有技术中的问题。依据本专利技术一实施例，一种用来对一电池进行充放电的芯片包含有一工作电压接点、一电池电压接点、一系统接地接点、一电池接地接点、一充电电路及一保护电路，其中该保护电路包含一电压箝制电路。该充电电路耦接于该工作电压接点与该电池电压接点之间，用来接收一工作电压以产生一充电电压至该电池电压接点；该保护电路耦接于该电池电压接点、该系统接地接点以及该电池接地接点之间，其中该保护电路用来保护该电池免于过度充放电的伤害；以及该电压箝制电路用以在该系统接地接点上的系统接地电压低于该电池接地接点上的电池接地电压时，提供一受箝制的输出电压。依据本专利技术另一实施例，一种用来保护一电池免于过度充放电伤害的保护电路包含有一核心电路及一电压箝制电路，其中该核心电路至少接收一电池电压以及一电池接地电压；以及该电压箝制电路至少接收一系统接地电压以及该电池接地电压，并在该系统接地电压低于该电池接地电压时，提供一受箝制的输出电压至该核心电路。附图说明图1为依据本专利技术一实施例的一种用来对一电池进行充放电的芯片的示意图。图2为依据本专利技术一实施例的保护电路的示意图。图3为依据本专利技术一实施例的电压箝制电路的示意图。图4所示为电压箝制电路中系统接地电压VSS与电压V2的模拟示意图。图5为保护电路中的半导体结构的示意图。【符号说明】100芯片102电池104变压器106负载107、108、M1、M2晶体管110充电电路120稳压电路130保护电路P1工作电压接点P2电池电压接点P3系统接地接点P4电池接地接点P5～P6控制接点210电压箝制电路220核心电路I1电流源R1、R2电阻510低压元件区域520高压元件区域具体实施方式在说明书及所附的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及所附的权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及所附的权利要求书当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。请参考图1，图1为依据本专利技术一实施例的一种用来对一电池102进行充放电的芯片100的示意图。如图1所示，芯片100包含有六个接点P1～P6以及一充电电路110、一稳压电路(regulator)120以及一保护电路130，其中六个接点P1～P6包含有一工作电压接点P1、一电池电压接点P2、一系统接地接点P3、一电池接地接点P4、以及控制接点P5～P6。在实作上，芯片100可应用于电池充电器，或是移动电源之中。在芯片100之外，一变压器(adapter)104用来分别提供一工作电压VDD与一系统接地电压VSS至工作电压接点P1与系统接地接点P3，电池102则是分别提供一电池电压VBAT与一电池接地电压GND至电池电压接点P2与电池接地接点P4，一负载106则是耦接于稳压电路120。在芯片100的操作上，当需要对电池102进行充电时，充电电路110会由工作电压接点P1接收来自变压器104的一工作电压VDD，并产生一充电电压至电池电压接点P2以对电池102进行充电；另一方面，当芯片100需要使用电池102来对负载106(例如一移动电话)进行供电时，则稳压电路120会自电池电压接点P2接收一电池电压，并转换为一电压Vout至负载106。此外，保护电路130则是用来检测电池102的电池电压VBAT或是电池102的充放电电流以判断是否有过度充放电的问题，并据以决定是否产生控制信号CO、DO以关闭晶体管107、108，举例来说，若是电池102有过度充放电的问题，则保护电电路会关闭(disable)晶体管107、108，反之若是电池102没有过度充放电的问题，则晶体管107、108是开启的。当电池102有过度充放电的问题时，充电电路110与稳压电路120同时也会被关闭，此时由于晶体管107、108是断开的，这会使得系统接地接点P3不会经由晶体管连接至电池接地接点P4，其将导致系统接地电压VSS的电平与电池接地电压GND的电平不相同。举例来说，假设变压器104所提供的工作电压VDD为18V、系统接地电压VSS为0V，电池所提供的电池电压VBAT为5V、电池接地电压GND为0V，若是充电电路110停止操作，工作电压VDD的电压值会被拉低至与电池电压VBAT相同(亦即为5V)，而由于变压器104的压降需要维持固定的18V，则此时系统接地电压VSS会被拉低到(-13V)。在本例中由于系统接地电压VSS的电平被大幅度的拉低，其可能导致保护电路130的伤害。为了解决系统接地电压VSS被拉低到(-13V)的问题，请参考图2，图2为依据本专利技术一实施例的保护电路130的示意图。如图2所示，保护电路130至少包含一电压箝制电路210以及一核心电路220，其中电压箝制电路210的功用是当系统接地电压VSS的电平被大幅度的拉低时，提供一受箝制的输出电压(亦即，一接近电池接地电压GND的电平)至核心电路220，以避免当系统接地电压VSS被拉低到(-13V)时造成核心电路220的损坏；另外，核心电路220则是用来执行保护电路的主要功能，亦即检测电池电压VBAT或电池充放电电流来判断电池102是否有过度充放电的情形，并据以产生控制信号CO、DO以开启/关闭晶体管107、108，由于核心电路220的细节为本领域技术人员所熟知，故细节在此不予赘述。在本实施例中，电压箝制电路210以高压元件来实作，而核心电路220则是完全以低压元件来实作。请参考图3，图3为依据本专利技术一实施例的电压箝制电路210的示意图。如图3所示，电压箝制电路210包含两个晶体管M1、M2、一电流源I1、两个电阻R1、R2，其中晶体管M1、M2的连接方式如图3所示。在电压箝制电路210的操作上，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来对一电池进行充放电的芯片，包含有：一工作电压接点、一电池电压接点、一系统接地接点以及一电池接地接点；一充电电路，耦接于该工作电压接点与该电池电压接点之间，用来接收来自该工作电压接点的一工作电压以产生一充电电压至该电池电压接点；以及一保护电路，耦接于该电池电压接点、该系统接地接点以及该电池接地接点之间，其中该保护电路用来保护该电池免于过度充放电的伤害，且包含有：一电压箝制电路，连接于该系统接地接点，用以在该系统接地接点上的一系统接地电压低于该电池接地接点上的一电池接地电压时，提供一受箝制的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种用来对一电池进行充放电的芯片，包含有：一工作电压接点、一电池电压接点、一系统接地接点以及一电池接地接点；一充电电路，耦接于该工作电压接点与该电池电压接点之间，用来接收来自该工作电压接点的一工作电压以产生一充电电压至该电池电压接点；以及一保护电路，耦接于该电池电压接点、该系统接地接点以及该电池接地接点之间，其中该保护电路用来保护该电池免于过度充放电的伤害，且包含有：一电压箝制电路，连接于该系统接地接点，用以在该系统接地接点上的一系统接地电压低于该电池接地接点上的一电池接地电压时，提供一受箝制的输出电压，其中该保护电路还包含一核心电路，其中该核心电路制作于一深层N型井中，而该电压箝制电路系以高压元件制作于该深层N型井以外的区域。2.如权利要求1所述的芯片，还包含有：一稳压电路，耦接于该电池电压接点，用以产生一电压至一负载。3.如权利要求1所述的芯片，其中当该芯片对该电池进行正常充放电时，该核心电路接收该系统接地电压；以及当该芯片对该电池进行异常充放电时，该核心电路接收该受箝制的输出电压而非该系统接地电压，其中该受箝制的输出电压实质接近该电池接地电压的电平。4.如权利要求3所述的芯片，其中该电压箝制电路包含有：一第一晶体管，其中该第一晶体管的栅极耦接于该电池电压接点、该第一晶体管的漏极耦接于该系统接地接点以及该第一晶体管的源极耦接于该电池接地接点；以及一第二晶体管，其中该第二晶体管的栅极耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄一洲，
申请(专利权)人：晶豪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71