[发明专利]一种低功耗升压电路系统及电池保护芯片

说明书

本发明公开了一种低功耗升压电路系统及电池保护芯片，其系统包括多级电荷泵升压模块，为MOSFET管提供高电压；振荡器模块，为多级电荷泵升压模块提供振荡源；低功耗电压采样模块，采集多级电荷泵升压模块输出的高电压信号；比较器模块，比较基准电压模块与低功耗电压采样模块采集的电压，产生或恢复事件信号；逻辑处理模块，处理比较器模块产生的事件信号，开始或关闭多级电荷泵升压模块，还包括电池保护芯片，采用上述系统。本发明，通过低功耗电压采样模块产生高电压信号，用于控制锂电池保护系统中的MOSFET管，通过提高控制MOSFET栅源电压(V_GS)，降低MOSFET管的内阻R_ON(R_DS)，从而提高锂电池充电或放电的效率。

技术领域

本发明涉及芯片技术领域，具体为一种低功耗升压电路系统及电池保护芯片。

背景技术

近年来，由于锂离子电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等诸多优点，数字相机、PDA、手机等越来越多的电子产品采用锂电池作为主要电源。

然而，由于锂电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂电池都需要一个保护芯片用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害，目前现有的锂电池保护芯片存在着无法提高锂电池充电或放电的效率的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低功耗升压电路系统及电池保护芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低功耗升压电路系统，包括：

多级电荷泵升压模块，用于为MOSFET管提供高电压；

振荡器模块，用于产生振荡信号，为所述多级电荷泵升压模块提供振荡源；

基准电压模块，用于实现与温度无关的电压基准；

偏置电流模块，用于实现与电源无关的稳定的电流，供低功耗电压采样模块使用；

所述低功耗电压采样模块，采集所述多级电荷泵升压模块输出的高电压信号；

比较器模块，用于比较所述基准电压模块与低功耗电压采样模块采集的电压，产生或恢复事件信号；

逻辑处理模块，处理所述比较器模块产生的事件信号，开始或关闭所述多级电荷泵升压模块。

优选的，所述多级电荷泵升压模块的工作原理为：

用一个开关网络给两个或两个以上的电容器供电或断电来进行DC/DC电压转换，其中，电容器包括充电电容器和放电电容器，充电电容器传输电荷，而放电电容器则储存电荷并过滤输出电压。

优选的，所述低功耗电压采样模块通过多级电荷泵升压模块输出的高电压控制MOSFET管的V_GS端，同时采集所述MOSFET管的V_DS端的电压来获取所述多级电荷泵升压模块的输出电压。

优选的，所述MOSFET管减小内阻原理为：

I_D＝μC_OXW/L[(V_GS-V_TH)V_DS-1/2V_DS²]；

其中,I_D为所述MOSFET管的漏极电流；

μ：载流子迁移率；