[发明专利]一种电池保护驱动电路和电池保护驱动系统

说明书

本发明公开了一种电池保护驱动电路和电池保护驱动系统，所述电池驱动保护电路集成于电池保护芯片中，与电池保护芯片中的保护开关管连接，包括检测模块、电平转换模块、衬底选择模块和驱动模块，由所述检测模块输出保护信号至电平转换模块，当电池保护芯片为放电保护状态时，由衬底选择模块将电池保护芯片的接地端电压输出至电平转换模块，使得电平转换模块控制驱动模块输出第一低电平信号，控制保护开关管关断；当所述电池保护芯片为充电保护状态时，由衬底选择模块将电池保护芯片的电流检测端电压输出至电平转换模块，使得电平转换模块控制驱动模块输出第二低电平信号，控制保护开关管关断，提高了电池充放电的安全性和电池保护芯片的可靠性。

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，特别涉及一种电池保护驱动电路和电池保护驱动系统。

背景技术

随着智能手机和智能玩具灯等便携式装备不断的普及，这类产品中有大多数都是采用锂离子电池供电，但是锂电池存在很多安全性问题，因此锂电池需要一个锂电池保护系统来增加安全可靠性。

图1目前市场上现有的一种单节锂电池保护系统示意图。所述系统包括锂电池10，充电器或者负载20，集成充放电隔离NMOS管的电池保护芯片30；锂电池10的正极接电池保护芯片30的电源输入端VDD；锂电池10的负极和电池保护芯片30的地端VSS。充电器或者负载20的正端和锂电池10的正极以及电池保护芯片30的电源输入端VDD连接，充电器或者负载20的负端和电池保护芯片30的电流检测端VM连接。其中电池保护芯片30包括电池保护检测控制模块31，充放电隔离NMOS管32，衬底选择模块33。电池保护检测控制模块31通过监控锂电池10的电压以及隔离NMOS管流经过的电流来控制隔离NMOS管32的导通和截止。

图2为现有控制内置隔离NMOS管32管的驱动电路，所述驱动电路包括电池电压电流保护检测模块201，低电平转换模块202，衬底选择模块203，逻辑上拉P型MOS管PM21及寄生的体二极管PD21，逻辑下拉N型隔离MOS管NM21及寄生的体二极管ND21，逻辑上拉P型MOS管PM22及寄生的体二极管PD22，逻辑下拉N型隔离MOS管NM22及寄生的体二极管ND22。

现有方案中为了使内置隔离功率NMOS导通阻抗足够小，同时考虑成本问题，目前这种电池保护电路都是采用低压5V 工艺器件。电池放电整个过程中，电池保护芯片上的最大的电压就是单节锂电池电压，单节锂电池电压最大不超过4.5V，所以电池保护芯片控制电路最大的电压不超过4.5V。当用充电器给电池充电，当电池充满或者充电电流异常，充电截止，电池保护芯片电源输入端VDD端到充电器负端VM之间的电压值就是充电器空载输出电压。此时图2中的N型隔离MOS管NM21和P型MOS管PM22是关断的，因为N型隔离MOS管NM22和P型MOS管PM22都是低压5V器件，器件的击穿电压不超过10V。

具体地，请一并参阅图3，图2中的P型MOS管PM22关断时，PM22的栅极1，源极2以及衬底3和电池保护芯片电源输入端VDD连接，PM22关断以后源极2到漏极4的最大耐压即衬底N型阱8对源极2的P+区域6构成的寄生二极管的反向击穿电压，即源极2 的P+区域6对N型阱8的击穿电压，此击穿电压不超10V，其中所述P型MOS管还包括衬底3的N+区域6，漏极4的P+区域7。再者，请一并参阅图4，单个的N型隔离MOS管关断之后，N型隔离MOS管的栅极11，源极12以及衬底13接在一起，然后漏极14到源极12的击穿电压即漏极14的N+区域141对衬底P型阱142构成的寄生二极管的反向击穿电压，此N+区域141对P型阱142形成的反偏P-N结击穿电压不超10V，其中，所述N型隔离MOS管还包括隔离端15，源极12的N+区域121，衬底13的P+区域131，隔离端15的N+区域151，隔离端15的N型阱152，P型阱16，DN型阱17，P-sub区域18。因此目前这种方案应用只能适用于空载输出电压最高不超过10V的充电器，进而限制了把充放电开关管和电池保护控制集成在一起的单节电池保护芯片的应用范围，降低了芯片自身的可靠性。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容