專利名稱：一種高集成度電池保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池保護(hù)電路，尤其涉及具有過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流時(shí)自動(dòng) 切斷電池與充電器連接的保護(hù)開關(guān)管的高集成度電池保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
鋰電池等二次電池由于過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流等異常狀態(tài)而急劇惡化影 響電池壽命。通常通過(guò)電池保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)這些異常狀態(tài)下對(duì)電池的損壞。
目前的電池保護(hù)裝置如圖1實(shí)施例所示，主要是靠傳統(tǒng)的電池保護(hù)控制芯
片092和外接放電開關(guān)093和充電開關(guān)094的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。此裝置需要]個(gè)電 池保護(hù)控制器092， 2個(gè)開關(guān)管095(為了減小內(nèi)阻，通常是兩個(gè)NMOS管集成 在同一芯片內(nèi))，2個(gè)外接電阻和1個(gè)外接電容。此裝置需要比較多的外圍器件， 不但方案面積比較大，而且占用較多的印刷電路板(PCB)，使得PCB成本較高， 再加上控制器及2個(gè)開關(guān)管不在同一個(gè)芯片內(nèi)，需2次封裝成本。目前也有部 分方案如圖2實(shí)施例所示，為了降低外圍器件數(shù)量，減小方案面積，降低總封 裝成本，用多芯片封裝技術(shù)將控制器芯片092和2個(gè)外圍開關(guān)管095芯片封裝 在一起成為一個(gè)芯片096。此方案雖然將兩次封裝減少為一次封裝，在一定程度 上降低了封裝成本，但是兩個(gè)芯片來(lái)自于不同的工藝，不同的廠家，其中任何 一個(gè)芯片的失效將導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品的失效，即使另一個(gè)芯片是良品。因而這種方 案增加了良率成本。這種方案雖然方案面積有所降低，但總成本并不一定降低 了
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明目的是提供一種能夠保護(hù)異常狀態(tài)下電池?fù)p壞的低 成本目.高集成度的高集成度電池保護(hù)電路。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種高集成度電池保護(hù)電路， 其特征在于包括一端接電池， 一端接負(fù)載或充電器的主開關(guān)管；根據(jù)電池的 充電或放電異常來(lái)發(fā)出斷開主開關(guān)管信號(hào)的主開關(guān)管柵極控制電路；具有隨著 主開關(guān)管狀態(tài)自動(dòng)切換主開關(guān)管襯底電壓的主開關(guān)管襯底控制電路；用來(lái)減少 電源變動(dòng)以及充電器反連接對(duì)電池的損壞的變動(dòng)對(duì)策電路；保證高集成度電池 保護(hù)電路在初始接電池時(shí)進(jìn)入正確的檢測(cè)狀態(tài)的狀態(tài)初始化電路；根據(jù)不同電 池需求實(shí)現(xiàn)0V電池充電或0V電池充電禁止的段位變換電路。
進(jìn)一步地所述主開關(guān)管是一個(gè)隔離型NMOS管或PMOS管，其襯底與半 導(dǎo)體襯底隔離。
進(jìn)一步地所述主開關(guān)管、主開關(guān)管柵極控制電路、主開關(guān)管襯底控制電
路、電源變動(dòng)對(duì)策電路、狀態(tài)初始化電路及段位變換電路均設(shè)置在同一半導(dǎo)體 襯底上。
進(jìn)一步地所述主開關(guān)管柵極控制電路包括基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、過(guò)充電檢 測(cè)電路、過(guò)放電檢測(cè)電路、過(guò)電流檢測(cè)電路、內(nèi)置延遲時(shí)間設(shè)置電路、短路檢 測(cè)電路、充電器檢測(cè)電路、電平移動(dòng)電路和溫度保護(hù)電路。所述充電器檢測(cè)電 路具有將負(fù)電壓端子的負(fù)電壓抬升為正電壓，實(shí)現(xiàn)正電壓間的比較的電壓抬升電路。
進(jìn)一步地所述主開關(guān)管襯底控制電路具有最低電壓判斷電路、異常狀態(tài) 判斷電路、襯底切換開關(guān)電路和電平移動(dòng)電路。
再進(jìn)-歩地所述變動(dòng)對(duì)策電路具有連接在所述高集成度電池保護(hù)電路外部電壓輸入源和所述高集成度電池保護(hù)電路內(nèi)部供電電壓端的濾波電路，還具 有連接在負(fù)電壓端子和所述高集成度電池保護(hù)電路內(nèi)部負(fù)電壓檢測(cè)端的充電器 反接保護(hù)電路。
再進(jìn)一步地所述狀態(tài)初始化電路具有在高集成度電池保護(hù)電路初始上電 時(shí)讓所述高集成度電池保護(hù)電路進(jìn)入正常的工作狀態(tài)的上電復(fù)位電路。
再進(jìn)一歩地所述段位變換電路具有可通過(guò)可熔斷保險(xiǎn)絲編程的0伏電池 電壓比較電路。
更進(jìn)一步地所述充電器檢測(cè)電路具有將負(fù)電壓端子的負(fù)電壓抬升為正電 壓，實(shí)現(xiàn)正電壓間的比較的電壓抬升電路。 '
本發(fā)明涉及高集成度電池保護(hù)電路，尤其涉及具有過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電 流時(shí)自動(dòng)切斷電池與充電器連接的保護(hù)開關(guān)管的高集成度電池保護(hù)電路，此電 路還將過(guò)充電開關(guān)和過(guò)放電開關(guān)簡(jiǎn)化為一個(gè)主開關(guān)管并且與實(shí)現(xiàn)電池保護(hù)的其 他電路集成于同一半導(dǎo)體襯底上，應(yīng)用于電池保護(hù)方案僅需一個(gè)外圍器件。如
圖3所示，控制電路099、主開關(guān)管103、電阻Rl和R2集成于同一芯片100。 本發(fā)明圖3例可擴(kuò)展如圖四實(shí)施例所示，具有主開關(guān)管103，主開關(guān)管柵 極控制電路IOI，主開關(guān)管襯底控制電路102，變動(dòng)對(duì)策電路098。主開關(guān)管柵 極控制電路101檢測(cè)電池的異常狀態(tài)，發(fā)出信號(hào)斷開所述主開關(guān)管103，同時(shí)通 過(guò)主開關(guān)襯底控制電路102來(lái)自動(dòng)切換所述主開關(guān)管103的襯底偏置。這樣一 個(gè)主開關(guān)管103即可取代原有充電開關(guān)094和放電開關(guān)093，且該主開關(guān)管與控 制該開關(guān)管的柵極控制電路和襯底控制電路置于同一半導(dǎo)體襯底。
另外，本發(fā)明的特征在于具有變動(dòng)對(duì)策電路098減少電源變動(dòng)以及充電器 反連接時(shí)對(duì)電池的損根據(jù)本發(fā)明在同一半導(dǎo)體襯底上集成所述主開關(guān)管103、主開關(guān)管柵極控制
電路IOI、主開關(guān)管襯底控制電路102、變動(dòng)對(duì)策電路098，在外圍只需要接l 個(gè)電容即可形成電池保護(hù)方案。由于本發(fā)明將原有的兩個(gè)開關(guān)管095減為一個(gè) 主開關(guān)管103，而且所述主開關(guān)管103與其他電路都集成于同一襯底上，芯片面 積比傳統(tǒng)方案中的控制器芯片加兩個(gè)開關(guān)管的芯片面積大大縮小，最終可封裝 到一最小封裝SOT23-5內(nèi)甚至更小。不僅如此，由于主開關(guān)管的集成使得傳統(tǒng) 方案中的外圍器件R1，R2也可集成到芯片中，因此最終外圍器件只需C1 一個(gè)器 件了。大大減小了最終方案面積。在成本上，既因?yàn)樾酒娣e縮小而減少了芯 片成本，又因?yàn)榉庋b面積縮小而降低了封裝成本，而且外圍器件的集成使得最 終方案面積縮小，從而降低了印刷電路板成本，最后因?yàn)橹鏖_關(guān)管與其他電路 都集成于同一半導(dǎo)體襯底上，源于同一制造工藝，不會(huì)出現(xiàn)象圖2所描述的方 案中兩個(gè)來(lái)自不同制造工藝的芯片封裝在一起，因?yàn)槠渲腥魏我粋€(gè)芯片的不良
導(dǎo)致整個(gè)方案失效的良率成木，實(shí)現(xiàn)了真正的低成木高集成度。
另外一些附加功能電源變動(dòng)對(duì)策電路可以減少電源變動(dòng)以及充電器反連
接對(duì)電池的損壞；狀態(tài)初始化電路很好的保證所述電池保護(hù)在初始接電池時(shí)進(jìn)
入正確的檢測(cè)狀態(tài)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一歩說(shuō)明。
圖1是傳統(tǒng)電池保護(hù)裝置一實(shí)施方框構(gòu)成圖
圖2是傳統(tǒng)電池保護(hù)裝置另一實(shí)施方框構(gòu)成圖
圖3是本發(fā)明的電池保護(hù)裝置一實(shí)施方案的方框構(gòu)成圖
圖4是本發(fā)明的電池保護(hù)裝置一實(shí)施方案的方框構(gòu)成圖(突出主開關(guān)管的控制電路)
圖5是本發(fā)明的電池保護(hù)裝置內(nèi)部實(shí)施例的詳細(xì)方框構(gòu)成圖 圖6是本發(fā)明的段位變換電路實(shí)施方框構(gòu)成圖 圖7是本發(fā)明的充電檢測(cè)電路實(shí)施方框構(gòu)成圖
圖8是本發(fā)明的電池保護(hù)裝置集成于同一 P型半導(dǎo)體襯底的剖面圖(主開 關(guān)管是隔離的N型管)
圖9是本發(fā)明的電池保護(hù)裝置集成于同一 P型半導(dǎo)體襯底的剖面圖(主開 關(guān)管是P型管)
圖中090電池091負(fù)載或者充電器092傳統(tǒng)的電池保護(hù)IC 093放電開關(guān)094充電開關(guān) 095充電開關(guān)和放電開關(guān)合為一起的合稱
096多芯片封裝技術(shù)將電池保護(hù)IC控制器與充、放電開關(guān)封裝在一個(gè)芯片中 098變動(dòng)對(duì)策電路 099控制電路
100高集成度電池保護(hù)電路 101主開關(guān)管柵極控制電路 102主開關(guān)管襯底控制電路
111基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路112延遲電路113短路檢測(cè)電路
114過(guò)充檢測(cè)電路115邏輯電路116過(guò)放檢測(cè)電路
117過(guò)溫度檢測(cè)電路118過(guò)電流檢測(cè)電路119電平移動(dòng)電路
120充電檢測(cè)電路121異常狀態(tài)檢測(cè)電路
122最低電壓檢測(cè)電路123襯底切換丌關(guān)124電平移動(dòng)電路
125充電器反接保護(hù)電路126濾波電路127初始化電路
8128段位變換電路129可熔斷保險(xiǎn)絲130比較器 211P型半導(dǎo)體襯底 225隔離槽 235深度N型阱
241用于控制電路的PMOS管的N型襯底阱 242用于控制電路的NMOS管的P型襯底阱
243 N型主開關(guān)管的P型襯底阱
244 P型主開關(guān)管的N型襯底阱 251P型輕摻雜區(qū)
252 N型輕摻雜區(qū)
253 N型主開關(guān)管的源/漏極的N型輕摻雜區(qū)
254 P型主開關(guān)管的源/漏極的P型輕摻雜區(qū) 261 P型重?fù)诫s區(qū) 262N型重?fù)诫s區(qū)
270柵極 271柵極側(cè)墻結(jié)構(gòu) 275柵極絕緣層 M1M2晶體管
具體實(shí)施例方式
圖4是本發(fā)明的一實(shí)施方案的簡(jiǎn)化方框構(gòu)成圖。
在本實(shí)施中，通過(guò)主開關(guān)管柵極控制電路101實(shí)施電池的過(guò)充電、過(guò)放電、 過(guò)電流等異常狀態(tài)的檢測(cè)來(lái)發(fā)出對(duì)主開關(guān)管103的斷開或者導(dǎo)通的控制。通過(guò)
9襯底控制電路102實(shí)現(xiàn)主開關(guān)管103的襯底的正確偏置。
圖4中的電池通常是鋰離子等二次電池，正電極與正電壓端子即所述高集 成度電池保護(hù)電路100的端子Tl連接，負(fù)電極通過(guò)主開關(guān)管103與負(fù)電壓端子 T4連接。變動(dòng)對(duì)策電路吸收電池電壓變動(dòng)。另外負(fù)載或者充電器正電極接Tl, 負(fù)電極接T4。主開關(guān)管103的柵極接主開關(guān)管柵極控制電路101，襯底接主開 關(guān)管襯底控制電路102。
圖5是本發(fā)明的一電池保護(hù)內(nèi)部實(shí)施例的詳細(xì)方框構(gòu)成圖
高集成度電池保護(hù)電路100具有主開關(guān)管柵極控制電路101、主開關(guān)管襯底 控制電路102，主開關(guān)管103和變動(dòng)對(duì)策電路098構(gòu)成。其中主開關(guān)管柵極控制 電路101具有基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路111、延遲電路112、短路檢測(cè)電路113、過(guò)充 檢測(cè)電路114、邏輯電路115、過(guò)放檢測(cè)電路116、過(guò)溫度檢測(cè)電路117、過(guò)電流 檢測(cè)電路118、電平移動(dòng)電路119、充電檢測(cè)電路120、初始化電路127、段位 變換電路128構(gòu)成；襯底控制電路102具有異常狀態(tài)檢測(cè)電路121、最低電壓檢 測(cè)電路122、襯底切換開關(guān)123、電平移動(dòng)電路124構(gòu)成；變動(dòng)對(duì)策電路098具 有充電器反接保護(hù)電路125、濾波電路126構(gòu)成。
過(guò)充檢測(cè)電路114和過(guò)放檢測(cè)電路116連接于濾波電路126輸出電壓，檢 測(cè)經(jīng)過(guò)濾波電路的電池輸入電壓，當(dāng)輸入電壓發(fā)生異常時(shí)，向邏輯電路115發(fā) 送控制信號(hào)來(lái)控制主開關(guān)103的導(dǎo)通或關(guān)斷從而保護(hù)電池。
過(guò)流檢測(cè)電路118和短路檢測(cè)電路113連接于負(fù)電壓端子T4，檢測(cè)T4端 子的電壓比預(yù)設(shè)的過(guò)流電壓或者短路電壓大時(shí)，則判斷為電池進(jìn)入過(guò)流或短路 狀態(tài)，向邏輯電路115發(fā)送控制信號(hào)來(lái)控制主開關(guān)103的通斷從而保護(hù)電池。
充電檢測(cè)電路120連接于負(fù)電壓端子T4， 一旦T4端子電壓比預(yù)設(shè)的電壓小時(shí)，則判斷出有過(guò)大的充電器連接。過(guò)流檢測(cè)電路118、短路檢測(cè)電路112和
充電器檢測(cè)電路120連接于充電器反接保護(hù)電路125，以至于在充電器反接時(shí)候 負(fù)端的異常電壓不會(huì)造成對(duì)端子連接端電路造成損壞。
延遲電路112連接于邏輯電路115，提供過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流等異常保 護(hù)的延時(shí)。邏輯電路115接受過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流、短路以及過(guò)大充電器 連接等異常保護(hù)信號(hào)，加以合理延時(shí)后輸出給電平移位電路119控制主開關(guān)管 103的柵極，從而保護(hù)電池。
段位變換電路128連接于邏輯電路115用來(lái)允許OV電池充電和OV電池充 電禁止。
異常狀態(tài)檢測(cè)電路121接受邏輯電路115的控制信號(hào)輸出至電平移動(dòng)電路 124，電平移動(dòng)電路124還接收最低電壓檢測(cè)電路122信兮輸出，然后輸出襯底 切換開關(guān)123來(lái)控制主開關(guān)管103的襯底。
圖6是本發(fā)明的段位變換電路實(shí)施方框構(gòu)成圖。
連接于電池負(fù)端與比較器130的負(fù)輸入端的可容斷保險(xiǎn)絲用于控制OV電池 充電與禁止。比較器130將檢測(cè)信兮發(fā)送邏輯控制電路115。 圖7是本發(fā)明的充電檢測(cè)電路實(shí)施方框構(gòu)成圖。
充電檢測(cè)電路實(shí)為負(fù)電壓比較檢測(cè)。T4端子連接于Ml的漏極，M2的源 極連接于電池電壓，Ml的源極與M2的漏極相連送到比較器130的負(fù)端與地電 位相比較。當(dāng)較大充電器連接時(shí)，負(fù)電壓端子T4電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地電位，Ml和 M2的串聯(lián)組成了電壓抬升電路從而實(shí)現(xiàn)了負(fù)電壓的提升。當(dāng)T4端子電壓低于 預(yù)設(shè)的充電器檢測(cè)電壓時(shí)，比較器判斷出充電器連接。
圖8是本發(fā)明的電池保護(hù)裝置集成于同一半導(dǎo)體襯底的剖面圖。以P型半導(dǎo)體襯底211為例，圖8中左邊的NMOS和PMOS用于設(shè)計(jì)本發(fā)明中所有的控 制電路，右邊的隔離NMOS開關(guān)管用來(lái)設(shè)計(jì)本發(fā)明的主開關(guān)管。圖中各器件之 間通過(guò)隔離槽225實(shí)現(xiàn)表面隔離，形成隔離槽225的方法許多，這里不一一描 述。圖8中NMOS和PMOS來(lái)源于半導(dǎo)體工藝制程屮最廣泛采用的CMOS工 藝。其中NMOS和PMOS都是由柵極，源極，漏極及襯底組成的四端口半導(dǎo)體 器件。如圖8所示，NMOS和PMOS的柵極270 —般是由摻雜的多晶硅形成， 柵極與源Z漏極之間有一層?xùn)艠O絕緣體275 (—般是二氧化硅)。在柵極形成過(guò) 程中通常還會(huì)形成一柵極側(cè)墻結(jié)構(gòu)271。 NMOS和PMOS是對(duì)稱的半導(dǎo)體器件， 其源極和漏極可以互換。NMOS的源/漏極由N型重?fù)诫s區(qū)262和N型輕摻雜 區(qū)252組成，PMOS的源/漏極由P型重?fù)诫s區(qū)261和P型輕摻雜區(qū)251組成。 NMOS的襯底由P型襯底阱242及注入該P(yáng)型襯底阱的P型重?fù)诫s區(qū)261 (圖 中未標(biāo)出)組成，PMOS的襯底由N型襯底阱241及注入該N型襯底阱的N型 重?fù)诫s區(qū)262 (圖中未標(biāo)出)組成。本發(fā)明的控制電路除了由NMOS禾nPMOS 組成外，還可能用到NPN管或PNP管，由于一般的CMOS工藝均含有寄生PNP 管或NPN管，在此圖中不特別標(biāo)示出來(lái)。圖8中所示的主開關(guān)管是一隔離型 NMOS開關(guān)管，也是由柵極，源極，漏極及襯底組成的四端口半導(dǎo)體器件。為 了簡(jiǎn)化工藝，該主開關(guān)管的柵極270同用于控制電路的NMOS和PMOS —樣由 同一道半導(dǎo)體工藝形成。該主開關(guān)管與建于同一半導(dǎo)體襯底上的用于控制電路 的NMOS最大不同之處在于，其P型襯底阱243通過(guò)深度N型阱235與P型半 導(dǎo)體襯底211隔離。這樣主開關(guān)管的襯底可以通過(guò)其襯底控制電路在不同情況 下切向不同的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由一個(gè)開關(guān)管取代兩個(gè)開關(guān)管的功能。該主開關(guān)管的 源極和漏極也是對(duì)稱的。為了簡(jiǎn)化工藝，主開關(guān)管的源Z漏極可同用于控制電路的NMOS —樣也由相同的N型重?fù)诫s區(qū)262和N型輕摻雜區(qū)252組成。但在 電池保護(hù)裝置應(yīng)用或倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，常發(fā)生兩節(jié)電池的正負(fù)極反接，這種情況下 主開關(guān)管漏極和源極之間的電壓差將達(dá)到兩倍電池電壓。為了保證這種情況下 主開關(guān)管能關(guān)閉，除了主開關(guān)管柵極控制電路需給出關(guān)閉柵極的信號(hào)外，還要 求主開關(guān)管的反向擊穿電壓大于或等于兩倍電池電壓。當(dāng)所選用的基準(zhǔn)工藝所 提供的NMOS擊穿電壓低于2倍電池電壓時(shí)，用于主開關(guān)管的NMOS與用于控 制電路的NMOS相比需要更高的反向擊穿電壓。為了最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，可 調(diào)節(jié)主開關(guān)管的P型襯底阱243和源/漏極的N型輕摻雜區(qū)253，使之與用于控 制電路中NMOS管的P型襯底阱242和源/漏極的N型輕摻雜區(qū)252不一樣。 根據(jù)不同的基準(zhǔn)工藝以及不同應(yīng)用情況下需要提高多少擊穿電壓，可以同時(shí)調(diào) 節(jié)P型襯底阱243和N型輕摻雜區(qū)253或只調(diào)節(jié)這兩者之一來(lái)達(dá)到提升擊穿電 壓的目的。若兩者都需同時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)，最后所需工藝將增加兩道工序，若只需調(diào) 節(jié)兩者之一，則最后只需增加一道工序。當(dāng)所選用的基準(zhǔn)工藝所提供的NMOS 擊穿電壓大于或等于2倍電池電壓時(shí)，則主開關(guān)管的P型襯底阱243與用于控 制電路的NMOS管的P型襯底阱242相同，主開關(guān)管的源/漏極N型輕摻雜區(qū) 253與控制電路NMOS管源/漏極N型輕摻雜區(qū)252相同，這樣的話就無(wú)需增加 任何工序。
當(dāng)半導(dǎo)體襯底為P型時(shí)，由于PMOS管的N型襯底阱241已經(jīng)與半導(dǎo)體的 P型襯底211隔離，因此也可用PMOS管作為主開關(guān)管，如圖9所示。當(dāng)所選 用的基準(zhǔn)工藝所提供的PMOS擊穿電壓低于2倍電池電壓時(shí)，用于主開關(guān)管的 PMOS與用于控制電路的PMOS相比需要更高的反向擊穿電壓。為了最簡(jiǎn)單的 實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，可調(diào)節(jié)P型主開關(guān)管的N型襯底阱244和源/漏極的P型輕摻雜區(qū)254，使之與用于控制電路中PMOS管的N型襯底阱241和源/漏極的P型輕摻 雜區(qū)251不一樣。根據(jù)不同的基準(zhǔn)工藝以及不同應(yīng)用情況下需要提高多少擊穿 電壓，可以同時(shí)調(diào)節(jié)P型主開關(guān)管的N型襯底阱244和其P型輕摻雜區(qū)254或 只需調(diào)節(jié)這兩者之一來(lái)達(dá)到提升擊穿電壓的目的。若兩者都需同時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)，最 后所需工藝將增加兩道工序，若只需調(diào)節(jié)兩者之一，則最后只需增加一道工序。 當(dāng)所選用的基準(zhǔn)工藝所提供的PMOS擊穿電壓大于或等于2倍電池電壓時(shí)，則 P型主開關(guān)管的N型襯底阱244與用于控制電路的PMOS管的N型襯底阱241 相同，P型主開關(guān)管的源/漏極P型輕摻雜區(qū)254與控制電路PMOS管源/漏極P 型輕摻雜區(qū)251相同，這樣的話就無(wú)需增加任何工序。由于PMOS內(nèi)阻比NMOS 內(nèi)阻要大許多(一般為2到2.5倍)，用PMOS管作為主開關(guān)管要比用隔離的 NMOS管占用更大的芯片面積,成本也會(huì)相應(yīng)增加。
當(dāng)半導(dǎo)體襯底為N型時(shí)，也可按圖8及圖9類似做出隔離型NM0S管及隔 離型PMOS管，在這不一一累述。
權(quán)利要求
1. 一種高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于包括一端接電池，一端接負(fù)載或充電器的主開關(guān)管；根據(jù)電池的充電或放電異常來(lái)發(fā)出斷開主開關(guān)管信號(hào)的主開關(guān)管柵極控制電路；具有隨著主開關(guān)管狀態(tài)自動(dòng)切換主開關(guān)管襯底電壓的主開關(guān)管襯底控制電路；用來(lái)減少電源變動(dòng)以及充電器反連接對(duì)電池的損壞的變動(dòng)對(duì)策電路；保證高集成度電池保護(hù)電路在初始接電池時(shí)進(jìn)入正確的檢測(cè)狀態(tài)的狀態(tài)初始化電路；根據(jù)不同電池需求實(shí)現(xiàn)0V電池充電或0V電池充電禁止的段位變換電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述主開 關(guān)管是一個(gè)隔離型NMOS管，其襯底與整個(gè)半導(dǎo)體芯片襯底隔離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述主開 關(guān)管是一個(gè)隔離型PMOS管，其襯底與整個(gè)半導(dǎo)體襯底隔離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述主開 關(guān)管、主開關(guān)管柵極控制電路、主開關(guān)管襯底控制電路、電源變動(dòng)對(duì)策電路、 狀態(tài)初始化電路及段位變換電路均設(shè)置在同一半導(dǎo)體襯底上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述主開關(guān)管柵極控制電路包括基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、過(guò)充電檢測(cè)電路、過(guò)放電檢測(cè)電路、 過(guò)電流檢測(cè)電路、內(nèi)置延遲時(shí)間設(shè)置電路、短路檢測(cè)電路、充電器檢測(cè)電路、 電平移動(dòng)電路和溫度保護(hù)電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述主開關(guān)管襯底控制電路具有最低電壓判斷電路、異常狀態(tài)判斷電路、襯底切換開關(guān) 電路和電平移動(dòng)電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述變動(dòng)對(duì)策電路具有連接在所述高集成度電池保護(hù)電路外部電壓輸入源和所述高集成 度電池保護(hù)電路內(nèi)部供電電壓端的濾波電路，還具有連接在負(fù)電壓端子和所述 高集成度電池保護(hù)電路內(nèi)部負(fù)電壓檢測(cè)端的充電器反接保護(hù)電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述狀態(tài) 初始化電路具有在高集成度電池保護(hù)電路初始上電時(shí)讓所述高集成度電池保護(hù) 電路進(jìn)入lH常的工作狀態(tài)的上電復(fù)位電路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述段位 變換電路具有可通過(guò)可熔斷保險(xiǎn)絲編程的0伏電池電壓比較電路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高集成度電池保護(hù)電路，其特征在于所述充電 器檢測(cè)電路具有將負(fù)電壓端子的負(fù)電壓抬升為正電壓，實(shí)現(xiàn)正電壓間的比較的 電壓抬升電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池保護(hù)電路，尤其涉及具有過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)電流時(shí)自動(dòng)切斷電池與充電器連接的保護(hù)開關(guān)管的高集成度電池保護(hù)電路。包括一個(gè)主開關(guān)管，主開關(guān)管柵極控制電路，主開關(guān)管襯底控制電路，變動(dòng)對(duì)策電路，狀態(tài)初始化電路，段位變換電路并都集成在同一半導(dǎo)體襯底上。本發(fā)明的電池保護(hù)方案不但可大大減小方案面積，而且在成本上，既減少了芯片成本，又降低了封裝成本，還降低了印刷電路板成本，而且也沒有良率成本，實(shí)現(xiàn)了真正的低成本高集成度。
文檔編號(hào)H02H7/18GK101483335SQ20091002849
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者劉繼山, 健 譚 申請(qǐng)人:賽芯微電子(蘇州)有限公司