【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及電池保護(hù)芯片設(shè)計的，具體涉及一種電池系統(tǒng)的保護(hù)驅(qū)動電路。
技術(shù)介紹
1、電池保護(hù)芯片，特別是輸出電壓5v以下的低壓電池的保護(hù)芯片，其保護(hù)板上的充電控制管的柵極控制信號的驅(qū)動管需要能夠承受高達(dá)20v甚至28v的高壓，因此，柵極控制信號的驅(qū)動管在電路設(shè)計中需要選用耐高壓的晶體管，而耐高壓的晶體管依賴高成本的高壓工藝實現(xiàn)，這導(dǎo)致電池保護(hù)芯片的制造成本較為高昂。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開的目的在于提供一種電池系統(tǒng)的保護(hù)驅(qū)動電路，用于解決相關(guān)技術(shù)設(shè)計的電池保護(hù)芯片的制造成本高的技術(shù)問題。
2、第一方面，本公開實施例提供一種電池系統(tǒng)的保護(hù)驅(qū)動電路，所述保護(hù)驅(qū)動電路包括：
3、串聯(lián)于電池的正極和驅(qū)動輸出端之間的第一驅(qū)動晶體管和第二電阻，其中，第一驅(qū)動晶體管的柵極耦接于控制輸入端，所述控制輸入端用于接收控制信號；
4、串聯(lián)于所述驅(qū)動輸出端和負(fù)極輸出端之間的第二驅(qū)動晶體管；
5、串聯(lián)于所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述控制輸入端之間的第一電阻；
6、耦接于所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的鉗位電路，所述鉗位電路用于將所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差鉗位在預(yù)定電壓之內(nèi)。
7、在一個實施例中，所述控制信號的高電平為所述電池的正極的電壓，所述控制信號的低電平為所述電池的負(fù)極的電壓；
8、在所述控制信號為低電平時，所述第一驅(qū)動晶體管導(dǎo)通，第二驅(qū)動晶體管截止，所述驅(qū)動輸出端輸出的驅(qū)動信號為
9、在所述控制信號為高電平時，所述第一驅(qū)動晶體管截止，第二驅(qū)動晶體管導(dǎo)通，所述驅(qū)動輸出端輸出的驅(qū)動信號為低電平，所述驅(qū)動信號的低電平為所述負(fù)極輸出端的電壓。
10、在一個實施例中，在所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差大于或等于所述預(yù)定電壓時，所述鉗位電路被可逆的擊穿，以將所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差鉗位在所述預(yù)定電壓；
11、在所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差小于所述預(yù)定電壓時，所述鉗位電路恢復(fù)至初始狀態(tài)，在所述鉗位電路處于初始狀態(tài)時，所述第二驅(qū)動晶體管的柵極至所述負(fù)極輸出端是雙向截止的狀態(tài)。
12、在一個實施例中，所述鉗位電路包括：
13、耦接于第一外部連接端和中間節(jié)點c之間且由第一外部連接端到中間節(jié)點c單向?qū)ǖ牡谝粏蜗驅(qū)ㄆ骷灰约榜罱佑诘诙獠窟B接端和中間節(jié)點c之間且由第二外部連接端到中間節(jié)點c單向?qū)ǖ牡诙蜗驅(qū)ㄆ骷?/p>
14、其中，第一外部連接端耦接至所述第二驅(qū)動晶體管的柵極，第二外部連接端耦接至所述負(fù)極輸出端。
15、在一個實施例中，所述第一單向?qū)ㄆ骷槎O管、pmos晶體管或三極管，其中，
16、在所述第一單向?qū)ㄆ骷槎O管時，所述第一單向?qū)ㄆ骷年枠O為耦接于第一外部連接端，所述第一單向?qū)ㄆ骷年帢O耦接于中間節(jié)點c；
17、在第一單向?qū)ㄆ骷閜mos晶體管時，所述第一單向?qū)ㄆ骷脑礃O、柵極和襯底耦接于第一外部連接端，所述第一單向?qū)ㄆ骷穆O耦接于中間節(jié)點c；
18、在第一單向?qū)ㄆ骷槿龢O管時，所述第一單向?qū)ㄆ骷陌l(fā)射極耦接于第一外部連接端，所述第一單向?qū)ㄆ骷幕鶚O和集電極耦接于中間節(jié)點c；
19、所述第二單向?qū)ㄆ骷槎O管、nmos晶體管或三極管，其中，
20、在所述第二單向?qū)ㄆ骷槎O管時，所述第二單向?qū)ㄆ骷年枠O耦接于第二外部連接端，所述第二單向?qū)ㄆ骷年帢O耦接于中間節(jié)點c；
21、在所述第二單向?qū)ㄆ骷閚mos晶體管時，所述第二單向?qū)ㄆ骷脑礃O、柵極和襯底耦接于第二外部連接端，所述第二單向?qū)ㄆ骷穆O耦接于中間節(jié)點c；
22、在所述第二單向?qū)ㄆ骷槿龢O管時，所述第二單向?qū)ㄆ骷陌l(fā)射極耦接于第二外部連接端，所述第二單向?qū)ㄆ骷幕鶚O和集電極耦接于中間節(jié)點c；
23、其中，所述三極管為npn型三極管。
24、在一個實施例中，第一驅(qū)動晶體管的源極和漏極的電壓差超過第二預(yù)定電壓時，第一驅(qū)動晶體管的源極和漏極之間被可逆轉(zhuǎn)的擊穿。
25、在一個實施例中，所述驅(qū)動信號為充電驅(qū)動信號，所述驅(qū)動輸出端與充電功率開關(guān)的控制端耦接，
26、所述充電功率開關(guān)的源極和襯底耦接至所述負(fù)極輸出端p-，
27、在所述充電驅(qū)動信號為高電平時，所述充電功率開關(guān)導(dǎo)通，在所述充電驅(qū)動信號為低電平時，所述充電功率開關(guān)截止。
28、在一個實施例中，第一驅(qū)動晶體管為pmos晶體管mp2，所述pmos晶體管mp2的源極耦接至電池的正極，所述pmos晶體管mp2的漏極耦接至所述驅(qū)動輸出端，
29、第二驅(qū)動晶體管為nmos晶體管mn2，所述nmos晶體管mn2的源極耦接至負(fù)極輸出端，所述nmos晶體管mn2的漏極耦接至所述驅(qū)動輸出端，
30、其中，第一驅(qū)動晶體管和第二驅(qū)動晶體管與所述保護(hù)驅(qū)動電路中的其他mos晶體管采用相同的柵極工藝制作，以使得第一驅(qū)動晶體管和第二驅(qū)動晶體管的柵氧擊穿電壓等于其他mos管的柵氧擊穿電壓。
31、在一個實施例中，所述保護(hù)驅(qū)動電路還包括：
32、pmos晶體管mp1，所述pmos晶體管mp1的柵極耦接至源輸入端，所述pmos晶體管mp1的源極耦接至電池的正極，所述pmos晶體管mp1的漏極耦接至控制輸入端；
33、nmos晶體管mn1，所述nmos晶體管mn1的柵極耦接至源輸入端，所述pmos晶體管mp1的源極耦接至電池的負(fù)極，所述pmos晶體管mp1的漏極耦接至控制輸入端；
34、其中，第一驅(qū)動晶體管和第二驅(qū)動晶體管與mos晶體管mn1和mp1采用相同的柵極工藝制作，以使得第一驅(qū)動晶體管和第二驅(qū)動晶體管的柵氧擊穿電壓等于mos晶體管mn1和mp1的柵氧擊穿電壓。在一個實施例中，所述預(yù)定電壓大于或等于5v，且所述預(yù)定電壓小于或等于10v。
35、在本公開中，基于第二電阻的設(shè)置，對第一驅(qū)動晶體管進(jìn)行分壓限流；基于第一電阻的設(shè)置，對第二驅(qū)動晶體管進(jìn)行分壓限流，使得第一驅(qū)動晶體管和第二驅(qū)動晶體管的常態(tài)工作電壓均處于低壓區(qū)間范圍內(nèi)，進(jìn)而支持第一驅(qū)動晶體管和第二驅(qū)動晶體管使用低成本的低壓晶體管，以降低保護(hù)驅(qū)動電路的整體制造成本，這其中，鉗位電路的設(shè)置，是為了避免極端工況下第二驅(qū)動晶體管的柵極被直接擊穿而出現(xiàn)不可逆損壞的情況，以此來延長第二驅(qū)動晶體管的使用壽命以及減少保護(hù)驅(qū)動電路的后期維護(hù)成本。
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1.一種電池系統(tǒng)的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述保護(hù)驅(qū)動電路包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制信號的高電平為所述電池的正極的電壓，所述控制信號的低電平為所述電池的負(fù)極的電壓；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，在所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差大于或等于所述預(yù)定電壓時，所述鉗位電路被可逆的擊穿，以將所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差鉗位在所述預(yù)定電壓；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述鉗位電路包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，第一驅(qū)動晶體管的源極和漏極的電壓差超過第二預(yù)定電壓時，第一驅(qū)動晶體管的源極和漏極之間被可逆轉(zhuǎn)的擊穿。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動信號為充電驅(qū)動信號，所述驅(qū)動輸出端與充電功率開關(guān)的控制端耦接，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，第一驅(qū)動晶體管為PMO
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述保護(hù)驅(qū)動電路還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述預(yù)定電壓大于或等于6V，且所述預(yù)定電壓小于或等于10V。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電池系統(tǒng)的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述保護(hù)驅(qū)動電路包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制信號的高電平為所述電池的正極的電壓，所述控制信號的低電平為所述電池的負(fù)極的電壓；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，在所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差大于或等于所述預(yù)定電壓時，所述鉗位電路被可逆的擊穿，以將所述第二驅(qū)動晶體管的柵極和所述負(fù)極輸出端之間的電壓差鉗位在所述預(yù)定電壓；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，所述鉗位電路包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)驅(qū)動電路，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)驅(qū)動電路，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尹航，
申請(專利權(quán))人：合肥中感微電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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