本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，尤其是鋰電池保護技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著手機、平板電腦、移動電源等便攜式電子產(chǎn)品的普及，鋰電池作為供電裝置得到了廣泛應(yīng)用。鋰電池由于其化學(xué)活性較活躍，在充電和放電過程中，導(dǎo)致充電電壓過高，放電電流過大或短路等，都可能造成電池爆炸或損壞。為了避免上述異常情況的發(fā)生，鋰電池在實際應(yīng)用中都需要用鋰電池保護電路對其進行保護。

現(xiàn)有技術(shù)中用于鋰電池保護的電路，由控制電路、兩個n型場效應(yīng)晶體管和電阻組成。由鋰電池保護控制電路分別控制兩個晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷。充電過程中，如果鋰電池電壓高于過充保護電壓，則鋰電池保護控制電路控制第二晶體管關(guān)斷，關(guān)斷充電回路。放電過程中，如果鋰電池電壓低于過放保護電壓，則鋰電池保護控制電路控制第一晶體管關(guān)斷，關(guān)斷放電回路。放電過程中，如果鋰電池出現(xiàn)放電電流過大或短路，則鋰電池保護控制電路控制第一晶體管關(guān)斷，關(guān)斷放電回路。

當(dāng)鋰電池保護控制電路初次接入鋰電池時，即鋰電池保護控制電路上電過程中，鋰電池保護控制電路在上電過程需要經(jīng)過過放保護恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，并且芯片內(nèi)部各功能模塊還沒有穩(wěn)定下來，導(dǎo)致上電過程可能會被判斷成過流或短路狀態(tài)，從而使第一晶體管關(guān)斷，即使上電完成，電路也無法恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，從而進入鎖死狀態(tài)。由于此狀態(tài)存在不確定性，這就導(dǎo)致在鋰電池初次與控制電路裝配后，需要對鋰電池充一次電，保證每顆鋰電池都下于解除鎖死狀態(tài)，才能保證鋰電池正常使用。

cn201010581451和cn201510081613中分別提出了一種鋰電池保護電路，將兩個n型場效應(yīng)晶體管合成為一個n型場效應(yīng)晶體管，降低電路成本，但仍然沒有解決鋰電池上電過程會使電路鎖死的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種消除鋰電池保護電路上電鎖死的電路及方法，使鋰電池保護電路在初次上電時，可以自動恢復(fù)到正常工作模式。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種消除鋰電池保護電路上電鎖死的電路，包括單脈沖產(chǎn)生電路和受控開關(guān)；所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸入端與鋰電池保護電路中的延時電路的輸出端相連，或者與鋰電池保護電路中的過放保護電路的輸出端相連，或者與過放保護電路的輸出端經(jīng)過延時或與其它信號邏輯運算后得到的信號輸出相連；所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端與所述受控開關(guān)的輸入端相連，控制所述受控開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述受控開關(guān)的第一輸出端與地相連，所述受控開關(guān)的第二輸出端與鋰電池保護電路中的短路保護電路的輸入端和過流保護電路的輸入端相連；所述受控開關(guān)導(dǎo)通時，其第一輸出端與第二輸出端連通；所述受控開關(guān)關(guān)斷時，其第一輸出端與第二輸出端斷開。

所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸入信號為信號的下降沿或上升沿信號，輸出信號為某一時間間隔的高電平脈沖或低電平脈沖，所述時間間隔為能使電路從短路保護狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)或能使電路從過流保護狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)的時間。

所述受控開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管開關(guān)或雙極型晶體管開關(guān)或二極管開關(guān)。

所述單脈沖產(chǎn)生電路包括pmos管m10、nmos管m11、nmos管m12、非門ua1、非門ua2、非門ua3、非門ua4、或非門ub1以及電容c10；所述受控開關(guān)包括pnp管；所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸入端與非門ua1的輸入端相連，非門ua1的輸出端與pmos管m10的柵端、nmos管m11的柵端以及非門ua3的輸入端相連，pmos管m10的源端與電源正極相連，pmos管m10的漏端、nmos管m11的漏端與非門ua2的輸入端相連，nmos管m11的源端與nmos管m12的漏端相連，nmos管m12的源端與地相連，電容c10的一端與非門ua2的輸入端相連，電容c10的另一端與地相連，或非門ub1的兩個輸入端分別與非門ua2的輸出端、非門ua3的輸出端相連，或非門ub1的輸出端與非門ua4的輸入端相連，非門ua4的輸出端為所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端；所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端與所述受控開關(guān)中pnp管的基極相連，pnp管的發(fā)射極為所述受控開關(guān)的輸出端，pnp管的集電極與地相連。

所述單脈沖產(chǎn)生電路包括pmos管m10、nmos管m11、nmos管m12、非門ua1、非門ua2、非門ua3、或非門ub1以及電容c10；所述受控開關(guān)包括nmos管m13；所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸入端與非門ua1的輸入端相連，非門ua1的輸出端與pmos管m10的柵端、nmos管m11的柵端以及非門ua3的輸入端相連，pmos管m10的源端與電源正極相連，pmos管m10的漏端、nmos管m11的漏端與非門ua2的輸入端相連，nmos管m11的源端與nmos管m12的漏端相連，nmos管m12的源端與地相連，電容c10的一端與非門ua2的輸入端相連，電容c10的另一端與地相連，或非門ub1的兩個輸入端分別與非門ua2的輸出端、非門ua3的輸出端相連，或非門ub1的輸出端為所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端；所述單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端與所述受控開關(guān)中nmos管m13的柵端相連，nmos管m13的漏端為所述受控開關(guān)的輸出端，nmos管m13的源端與地相連。

一種消除鋰電池保護電路上電鎖死的方法，在電路上電過程中，產(chǎn)生一個具有某一時間間隔的單脈沖信號，用于將電路中的過流保護電路或短路保護電路或上述過流保護電路和上述短路保護電路的輸入端對地短路一定時間后再斷開，使電路上電過程進入固定的初始狀態(tài)，而不進入短路保護或過流保護的保護狀態(tài)。

所述單脈沖信號為某一時間間隔的高電平脈沖或低電平脈沖。

所述單脈沖信號的時間間隔保證使電路從短路保護狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)或保證使電路從過流保護狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

所述單脈沖信號的產(chǎn)生由過放保護信號控制，或者由過放保護信號經(jīng)過延時后的信號控制，或者由過放保護信號經(jīng)過與其它信號進行邏輯運算或邏輯運算且延時操作后的信號控制。

由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：當(dāng)鋰電池保護電路初次接入鋰電池時，不會進入鎖死狀態(tài)，而是進入正常工作狀態(tài)，避免生產(chǎn)過程中需要對電池進行充電解鎖的操作。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是含有本發(fā)明的鋰電池保護電路的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中消除鎖死電路的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2實施例中單脈沖產(chǎn)生電路的輸入輸出波形示意圖；

圖4、圖5、圖6是圖2實施例中可能的波形示意圖；

圖7是圖2實施例中一種可能的具體的電路實施例的示意圖；

圖8是圖2實施例中一種可能的具體的電路實施例的示意圖；

附圖中：

200、鋰電池保護控制電路；201、消除鎖死電路；

202、過流保護電路；203、短路保護電路；204、延時電路；

205、電池電壓監(jiān)控電路；206、過放保護電路；

207、過充保護電路；208、邏輯控制電路；209、偏置與基準(zhǔn)電路；

301、單脈沖產(chǎn)生電路；302、受控開關(guān)。

801、單脈沖產(chǎn)生電路具體實施例；802、受控開關(guān)具體實施例。

901、單脈沖產(chǎn)生電路具體實施例；902、受控開關(guān)具體實施例。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提出了一種消除鋰電池保護電路上電鎖死的電路

圖1是含有本發(fā)明的用于鋰電池保護的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該電路由控制電路200、n型場效應(yīng)晶體管m1、m2和電阻r1組成。鋰電池保護控制電路200內(nèi)部包含消除鎖死電路201、過流保護電路202、短路保護電路203、延時電路204、電池電壓監(jiān)控電路205、過放保護電路206、過充保護電路207、邏輯控制電路208和偏置與基準(zhǔn)電路209。其中除消除鎖死電路201外的其他電路的結(jié)構(gòu)與連接方式均遵循現(xiàn)有技術(shù)。

晶體管m1和m2的柵端與鋰電池保護控制電路200的輸出相連，由鋰電池保護控制電路200分別控制晶體管m1和m2的導(dǎo)通和關(guān)斷。晶體管m1和m2的漏端相連，晶體管m1的源端與鋰電池保護控制電路200的地相連。晶體管m2的源端接電池負(fù)端。鋰電池保護控制電路200的電源端接電池正端(bat+)。電阻r1的一端接晶體管m2的源端以及電池負(fù)端(bat-)，電阻r1的另一端與鋰電池保護控制電路200的采樣輸出端相連，用于對電池的狀態(tài)進行檢測，判斷電池負(fù)極的電壓值，從而判斷電池處于的狀態(tài)，包括充電、短路、過流等。

圖2是圖1中消除鎖死電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，消除鎖死電路201包含單脈沖產(chǎn)生電路301和受控開關(guān)302，單脈沖產(chǎn)生電路的兩個更具體的電路如圖7中801部分或者圖8中802部分所示，受控開關(guān)的兩個更具體的電路如圖7中901部分或者圖8中902部分所示。

充電過程中，如果鋰電池電壓高于過充保護電壓，則鋰電池保護控制電路200控制晶體管m2關(guān)斷，關(guān)斷充電回路。

放電過程中，如果鋰電池電壓低于過放保護電壓，則鋰電池保護控制電路200控制晶體管m1關(guān)斷，關(guān)斷放電回路。

放電過程中，如果鋰電池出現(xiàn)放電電流過大或短路，則鋰電池保護控制電路200控制晶體管m1關(guān)斷，關(guān)斷放電回路。

如果沒有消除鎖死電路201，當(dāng)鋰電池保護控制電路200初次接入鋰電池時，即鋰電池保護控制電路200上電過程中，鋰電池保護控制電路200在上電過程需要經(jīng)過過放保護恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，并且芯片內(nèi)部各功能模塊還沒有穩(wěn)定下來，導(dǎo)致bat-端電壓產(chǎn)生高脈沖，上電過程可能會被判斷成過流或短路狀態(tài)，從而使晶體管m1關(guān)斷，即使上電完成，電路也無法恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，從而進入鎖死狀態(tài)。由于此狀態(tài)存在不確定性，這就導(dǎo)致在鋰電池初次與控制電路裝配后，需要對鋰電池充一次電，保證每顆鋰電池都下于解除鎖死狀態(tài)，才能保證鋰電池正常使用。

當(dāng)電路中接入消除鎖死電路201，鋰電池保護控制電路200在上電過程中，當(dāng)鋰電池電壓高于過放保護電壓時，過放恢復(fù)電路動作，其一種可能的波形如圖3所示的vin波形，產(chǎn)生一個由高電平向低電平的跳變，單脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生一個某一時間間隔的低電平脈沖，如圖3所示的vo波形，用于控制一個開關(guān)導(dǎo)通，將bat-端電壓拉低，使bat-端不會產(chǎn)生高脈沖，因此，過流保護電路和短路保護電路將不會誤動作，從而使上電過程進入正常工作狀態(tài)。vin的跳變沿由過放恢復(fù)信號產(chǎn)生，也可以由過放恢復(fù)信號的延時產(chǎn)生，或者過放信號與其它信號進行邏輯運算后產(chǎn)生，vin信號可以是上升沿，也可以是下降沿。單脈沖可以是低電平脈沖，也可以是高電平脈沖。幾個可能的波形如圖3、圖4、圖5、圖6所示。單脈沖產(chǎn)生電路的單脈沖時間保證使bat-不出現(xiàn)高電平脈沖，使短路保護電路或過流保護電路不產(chǎn)生誤觸發(fā)。

單脈沖產(chǎn)生電路和受控開關(guān)的兩種具體電路實施例如圖7和圖8所示。

圖7所示的實施例中，單脈沖產(chǎn)生電路包括pmos管m10、nmos管m11、nmos管m12、非門ua1、非門ua2、非門ua3、非門ua4、或非門ub1以及電容c10；受控開關(guān)包括pnp管。

單脈沖產(chǎn)生電路的輸入端與非門ua1的輸入端相連，非門ua1的輸出端與pmos管m10的柵端、nmos管m11的柵端以及非門ua3的輸入端相連，pmos管m10的源端與電源正極相連，pmos管m10的漏端、nmos管m11的漏端與非門ua2的輸入端相連，nmos管m11的源端與nmos管m12的漏端相連，nmos管m12的源端與地相連，電容c10的一端與非門ua2的輸入端相連，電容c10的另一端與地相連，或非門ub1的兩個輸入端分別與非門ua2的輸出端、非門ua3的輸出端相連，或非門ub1的輸出端與非門ua4的輸入端相連，非門ua4的輸出端為單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端。

單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端與受控開關(guān)中pnp管的基極相連，pnp管的發(fā)射極為受控開關(guān)的輸出端，pnp管的集電極與地相連。受控開關(guān)導(dǎo)通時，pnp管的發(fā)射極與集電極連通；受控開關(guān)關(guān)斷時，pnp管的發(fā)射極與集電極斷開。

圖8所示的實施例中，單脈沖產(chǎn)生電路包括pmos管m10、nmos管m11、nmos管m12、非門ua1、非門ua2、非門ua3、或非門ub1以及電容c10；受控開關(guān)包括nmos管m13。

單脈沖產(chǎn)生電路的輸入端與非門ua1的輸入端相連，非門ua1的輸出端與pmos管m10的柵端、nmos管m11的柵端以及非門ua3的輸入端相連，pmos管m10的源端與電源正極相連，pmos管m10的漏端、nmos管m11的漏端與非門ua2的輸入端相連，nmos管m11的源端與nmos管m12的漏端相連，nmos管m12的源端與地相連，電容c10的一端與非門ua2的輸入端相連，電容c10的另一端與地相連，或非門ub1的兩個輸入端分別與非門ua2的輸出端、非門ua3的輸出端相連，或非門ub1的輸出端為單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端。

單脈沖產(chǎn)生電路的輸出端與受控開關(guān)中nmos管m13的柵端相連，nmos管m13的漏端為受控開關(guān)的輸出端，nmos管m13的源端與地相連。受控開關(guān)導(dǎo)通時，nmos管m13的漏端與源端連通；受控開關(guān)關(guān)斷時，nmos管m13的漏端與源端斷開。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種消除鋰電保護電路上電鎖死的電路及方法，解決了鋰電池保護電路初次上電時導(dǎo)致可能進入無法正常工作的鎖死狀態(tài)，避免了鋰電池保護電路初次上電時需要充電解除鎖死的操作。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本專利。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。