发明内容
本发明实施例提供一种电池保护电路、芯片及系统,以解决现有的电池保护系统的可靠性较差的问题。
一种电池保护电路,包括计时保护电路、抗干扰电路和温度检测电路;
所述温度检测电路,与所述温度检测端相连,用于输出温度检测信号;
所述抗干扰电路,与所述计时保护电路和所述温度检测电路相连,用于根据所述计时保护电路输出的第一计时信号进入延迟输出模式,或者根据所述计时保护电路输出的第二计时信号进入实时输出模式,对所述温度检测信号进行处理,输出目标电信号;
所述计时保护电路,用于根据所述目标电信号判断是否存在温度异常,若存在温度异常,则向所述抗干扰电路输出所述第一计时信号,若不存在温度异常时,则向所述抗干扰电路输出所述第二计时信号。
进一步地,所述温度检测电路还与所述计时保护电路相连,用于在接收到所述第一计时信号时,进入实时检测模式,输出所述温度检测信号;或者在接收到所述第二计时信号时,进入分时检测模式。
进一步地,所述电池保护电路还包括分时控制电路;
所述分时控制电路,与所述温度检测电路相连,用于输出分时控制信号至所述温度检测电路;
所述温度检测电路,还用于在接收到所述第二计时信号时,根据所述分时控制信号,进入分时检测模式,输出所述温度检测信号。
进一步地,所述温度检测电路包括第一比较器;所述抗干扰电路包括第一延时电路和第一信号选择电路;
所述第一比较器的第一输入端,用于接收第一基准信号,所述第一比较器的第二输入端,与所述温度检测端相连,用于接收所述温度检测端的目标温度信号,所述第一比较器的输出端,与所述第一延时电路的输入端相连和所述第一信号选择电路的第一输入端相连,用于输出所述温度检测信号;
所述第一延时电路的输出端,与所述第一信号选择电路的第二输入端相连,用于接收所述温度检测信号,并在第一预设时间后,输出所述温度检测信号;
所述第一信号选择电路的控制端和输出端,与所述计时保护电路相连,用于在接收到所述第一计时信号时,切换至第一通路,所述第一通路连接所述第一延时电路和所述计时保护电路;在接收到所述第二计时信号时,切换至第二通路,所述第二通路连接所述第一比较器的输出端和所述计时保护电路。
进一步地,所述温度检测电路还包括第二比较器;所述抗干扰电路还包括第二延时电路和第二信号选择电路;
所述第二比较器的第一输入端,用于接收第二基准信号,所述第二比较器的第二输入端,与所述温度检测端相连,用于接收所述温度检测端的目标温度信号,所述第二比较器的输出端,与所述第二延时电路的输入端相连和所述第二信号选择电路的第一输入端相连,用于输出所述温度检测信号;
所述第二延时电路的输出端,与所述第二信号选择电路的第二输入端相连,用于接收所述温度检测信号,并在第一预设时间后,输出所述温度检测信号;
所述第二信号选择电路的控制端和输出端,与所述计时保护电路相连,用于在接收到所述第一计时信号时,切换至第三通路,所述第三通路连接所述第二延时电路和所述计时保护电路;在接收到所述第二计时信号时,切换至第四通路,所述第四通路连接所述第二比较器的输出端和所述计时保护电路。
进一步地,所述第一基准信号的大小大于所述第二基准信号的大小。
进一步地,所述电池保护电路还包括逻辑控制电路;
所述计时保护电路还用于在存在所述温度异常时,在第二预设时间后,输出温度报警信号;
所述逻辑控制电路,与所述计时保护电路相连,用于接收所述温度报警信号,进入温度保护模式。
一种电池保护芯片,包括上述的电池保护电路。
一种电池保护系统,包括上述的电池保护芯片。
进一步地,所述电池保护系统还包括第一电阻和热敏电阻;
所述第一电阻和所述热敏电阻串联在电源端和接地端之间,所述第一电阻和所述热敏电阻之间的连接节点与所述电池保护芯片的温度检测端相连。
上述电池保护电路、芯片及系统,通过将温度检测电路,与温度检测端相连,使温度检测电路输出温度检测信号;并将抗干扰电路,与计时保护电路和温度检测电路相连,并使抗干扰电路根据计时保护电路输出的第一计时信号进入延迟输出模式,或者根据计时保护电路输出的第二计时信号进入实时输出模式,对温度检测信号进行处理,输出目标电信号;并使计时保护电路,根据目标电信号判断是否存在温度异常,若存在温度异常,则向抗干扰电路输出第一计时信号,若不存在温度异常时,则向抗干扰电路输出第二计时信号,便能够在存在温度异常时,通过抗干扰电路的延迟输出模式,使抗干扰电路延迟输出目标电信号,以过滤环境干扰对温度异常造成的影响,从而滤除环境干扰对电池保护系统的影响,提高电池保护系统的安全性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的结构及步骤,以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
本实施例提供一种电池保护电路,该电池保护电路应用在电池保护芯片1中。该电池保护芯片1应用在电池保护系统中。示例性地,该电池保护系统包括电池、电池保护芯片1和负载。该电池保护芯片1,与电池和负载相连,用于对电池进行充放电保护。
本实施例提供一种电池保护电路,如图1所示,包括计时保护电路10、抗干扰电路20和温度检测电路30;温度检测电路30,与温度检测端RTS相连,用于输出温度检测信号;抗干扰电路20,与计时保护电路10和温度检测电路30相连,用于根据计时保护电路10输出的第一计时信号进入延迟输出模式,或者根据计时保护电路10输出的第二计时信号进入实时输出模式,对温度检测信号进行处理,输出目标电信号;计时保护电路10,用于根据目标电信号判断是否存在温度异常,若存在温度异常,则向抗干扰电路20输出第一计时信号,若不存在温度异常时,则向抗干扰电路20输出第二计时信号。
在一具体实施例中,温度检测电路30,与温度检测端RTS相连,用于输出温度检测信号。示例性地,该温度检测端RTS用于输出目标温度信号。该目标温度信号是指与环境温度对应的电信号。
作为一示例,该电池保护系统还包括第一电阻和热敏电阻。该第一电阻和热敏电阻。该第一电阻和热敏电阻串联在电源端RTV和接地端之间,第一电阻和热敏电阻之间的连接节点与温度检测端RTS相连。该第一电阻和热敏电阻形成分压电路。其中,该电源端RTV可以是设置在电池保护芯片1上,电池保护芯片1通过该电源端RTV向第一电阻和热敏电阻形成的分压电路供电。可以理解地,该电源端RTV也可以是设置在其它能够向第一电阻和热敏电阻形成的分压电路供电的供电电路上。在本示例中,当环境温度发生变化时,热敏电阻的阻值随着环境温度的变化而产生对应的变化,从而引起第一电阻和热敏电阻之间的连接节点的电压发生改变,从而在温度检测端RTS生成于环境温度对应的电信号,即目标温度信号。
在一具体实施例中,抗干扰电路20,与计时保护电路10和温度检测电路30相连。该抗干扰电路20的工作模式包括延迟输出模式和实时输出模式。其中,该延迟输出模式是指延迟输出目标电信号的工作模式。示例性地,该延迟输出模式是在接收到温度检测信号后,在第一预设时间后,输出目标电信号的工作模式。该第一预设时间可以根据实际经验进行选择,在此不做限制。实时输出模式是指实时输出目标电信号的工作模式。示例性地,该延迟输出模式是在接收到温度检测信号后,直接输出目标电信号的工作模式。可以理解地,该目标电信号可以是延迟输出的温度检测信号,也可以是实时输出的温度检测信号。示例性地,抗干扰电路20根据计时保护电路10输出的第一计时信号进入延迟输出模式,根据计时保护电路10输出的第二计时信号进入实时输出模式。该第一计时信号和第二计时信号根据抗干扰电路20输出的目标电信号,生成的反馈信号。需要说明的是,该抗干扰电路20在默认情况下处于实时输出模式。该计时保护电路10在默认情况下输出第二计时信号。在本实施例中,由于电池保护系统在工作过程中可能会收到环境干扰,特别是工频干扰,当电池保护系统中的热敏电阻在检测环境温度受到工频干扰时,容易使温度检测端RTS产生错误的温度检测信号,导致电池保护系统作出错误的反应,进而影响电池保护系统的安全性能,因此本申请通过保证在温度检测信号异常时,计时保护电路10输出第一计时信号,使该抗干扰电路20进入延迟输出模式,从而滤除工频干扰对电池保护系统的影响,提高电池保护系统的安全性。
在一具体实施例中,计时保护电路10,用于根据目标电信号判断是否存在温度异常,若存在温度异常,则向抗干扰电路20输出第一计时信号,若不存在温度异常时,则向抗干扰电路20输出第二计时信号。在本实施例中,计时保护电路10可以根据目标电信号判断环境温度是否存在温度异常,若计时保护电路10判断存在温度异常,则向抗干扰电路20输出第二计时信号,以使抗干扰电路20根据第二计时信号进入延迟输出模式,从而通过延迟输出模式,使抗干扰电路20延迟输出目标电信号,以过滤环境干扰对温度异常造成的影响,从而滤除环境干扰对电池保护系统的影响,提高电池保护系统的安全性。若计时保护电路10判断不存在温度异常,则向抗干扰电路20输出第一计时信号,以使抗干扰电路20根据第一计时信号进入实时输出模式,即抗干扰电路20接收到温度检测信号后,直接向计时保护电路10输出目标电信号。在本实施例中,计时保护电路10判断是否存在温度异常的判断逻辑和具体的电路结构可以采用本领域技术人员公知的技术,保证计时保护电路10判断存在温度异常,则向抗干扰电路20输出第一计时信号,计时保护电路10判断不存在温度异常时,则向抗干扰电路20输出第二计时信号即可,在此不再赘述。
在本实施例中,通过将温度检测电路30,与温度检测端RTS相连,使温度检测电路30输出温度检测信号;并将抗干扰电路20,与计时保护电路10和温度检测电路30相连,并使抗干扰电路20根据计时保护电路10输出的第一计时信号进入延迟输出模式,或者根据计时保护电路10输出的第二计时信号进入实时输出模式,对温度检测信号进行处理,输出目标电信号;并使计时保护电路10,根据目标电信号判断是否存在温度异常,若存在温度异常,则向抗干扰电路20输出第一计时信号,若不存在温度异常时,则向抗干扰电路20输出第二计时信号,便能够在存在温度异常时,通过抗干扰电路20的延迟输出模式,使抗干扰电路20延迟输出目标电信号,以过滤环境干扰对温度异常造成的影响,从而滤除环境干扰对电池保护系统的影响,提高电池保护系统的安全性。
在一实施例中,如图2所示,温度检测电路30还与计时保护电路10相连,用于在接收到第一计时信号时,进入实时检测模式,输出温度检测信号;或者在接收到第二计时信号时,进入分时检测模式。
在一具体实施例中,实时监测模式是指实时检测温度检测信号的工作模式。分时检测模式是指分时检测温度检测信号的工作模式。
示例性地,分时检测模式可以是间隔预设检测时间检测温度检测信号,也可以是指定预设检测时间检测温度检测信号。
在本实施例中,温度检测电路30在接收到第一计时信号时,进入实时检测模式,输出温度检测信号,以检测环境温度是否保持在异常状态,提高温度检测电路30的可靠性。当在接收到第二计时信号时,进入分时检测模式,以降低电池保护系统的整体功耗。
在一实施例中,如图4所示,电池保护电路还包括分时控制电路40;分时控制电路40,与温度检测电路30相连,用于输出分时控制信号至温度检测电路30;温度检测电路30,还用于在接收到第二计时信号时,根据分时控制信号,进入分时检测模式,输出温度检测信号。
在本实施例中,可以通过分时控制电路40在温度检测电路30接收到第二计时信号时,控制温度检测电路30进入分时检测模式,输出温度检测信号,以降低电池保护系统的整体功耗。需要说明的是,第一计时信号的优先级高于分时控制信号,当温度检测电路30接收到第一计时信号时,由于进入实时监测模式,以保证能够可靠、准确地检测环境温度。该分时控制电路40的电路结构和控制逻辑可以采用本领域技术人员公知的技术,保证温度检测电路30可以进入分时检测模式即可,例如间隔预设检测时间检测温度检测信号,也可以是指定预设检测时间检测温度检测信号,在此不做限制。其中,预设检测时间可以根据实际经验选择,在此不再赘述。
在一实施例中,如图2所示,温度检测电路30包括第一比较器31;抗干扰电路20包括第一延时电路21和第一信号选择电路22;第一比较器31的第一输入端,用于接收第一基准信号VTH,第一比较器31的第二输入端,与温度检测端RTS相连,用于接收温度检测端RTS的目标温度信号,第一比较器31的输出端,与第一延时电路21的输入端相连和第一信号选择电路22的第一输入端相连,用于输出温度检测信号;第一延时电路21的输出端,与第一信号选择电路22的第二输入端相连,用于接收温度检测信号,并在第一预设时间后,输出温度检测信号;第一信号选择电路22的控制端和输出端,与计时保护电路10相连,用于在接收到第一计时信号时,切换至第一通路,第一通路连接第一延时电路21和计时保护电路10;在接收到第二计时信号时,切换至第二通路,第二通路连接第一比较器31的输出端和计时保护电路10。
在一具体实施例中,温度检测电路30默认为分时检测模式,第一信号选择电路22默认选择第二通路,以减低电池保护系统的整体功耗。温度检测电路30分时检测温度检测信号,抗干扰电路20通过第一信号选择电路22选择第二通路输出目标电信号至计时保护电路10,计时保护电路10根据该目标电信号判断是否存在温度异常,若存在温度异常,计时保护电路10则生成第一计时信号,并反馈至抗干扰电路20的第一信号选择电路22,此时,第二信号选择电路24选择第一通路,第一延时电路21在第一预设时间后,输出温度检测信号,在第一预设时间后,输出温度检测信号,以过滤环境干扰对温度异常造成的影响,从而滤除环境干扰对电池保护系统的影响,提高电池保护系统的安全性。当不存在温度异常时,计时保护电路10,并反馈抗干扰电路20至抗干扰电路20的第一信号选择电路22,重新选择第二通路输出目标电信号至计时保护电路10,此时温度检测电路30重新进入分时检测模式,从而在滤除环境干扰对电池保护系统的影响的同时,降低电池保护系统的整体功耗。
在一实施例中,如图3所示,温度检测电路30还包括第二比较器32;抗干扰电路20还包括第二延时电路23和第二信号选择电路24;第二比较器32的第一输入端,用于接收第二基准信号VTL,第二比较器32的第二输入端,与温度检测端RTS相连,用于接收温度检测端RTS的目标温度信号,第二比较器32的输出端,与第二延时电路23的输入端相连和第二信号选择电路24的第一输入端相连,用于输出温度检测信号;第二延时电路23的输出端,与第二信号选择电路24的第二输入端相连,用于接收温度检测信号,并在第一预设时间后,输出温度检测信号;第二信号选择电路24的控制端和输出端,与计时保护电路10相连,用于在接收到第一计时信号时,切换至第三通路,第三通路连接第二延时电路23和计时保护电路10;在接收到第二计时信号时,切换至第四通路,第四通路连接第二比较器32的输出端和计时保护电路10。
在本实施例中,温度检测电路30还可以包括第二比较器32,抗干扰电路20还可以包括第二延时电路23和第二信号选择电路24。其中,第二比较器32、第二延时电路23和第二信号选择电路24的工作原理与上述第一比较器31、第一延时电路21和第一信号选择电路22的工作原理相似,在此不再赘述。需要说明的是,保证第一比较器31和第二比较器32用于对不同温度检测信号进行比较即可。作为优选地,第一基准信号VTH的大小大于第二基准信号VTL的大小。从而使得第一比较器31能够在环境温度较高时,判断温度异常,使得第二比较器32能够在环境温度较低时,判断温度异常,从而对不同环境温度进行检测。
其中,第一基准信号VTH和第二基准信号VTL可以通过基准电路生成,该基准电路的具体电路结构可以采用本领域技术人员公知的技术,保证该第一基准信号VTH的大小大于第二基准信号VTL的大小即可。示例性地,该第一基准信号VTH为第一基准电压,该第二基准信号VTL为第二基准电压。
作为一示例,该第一信号选择电路22和第二信号选择电路24为MUX(Multiplexer,多路选择器,简称MUX)电路。
在一实施例中,如图4所示,电池保护电路还包括逻辑控制电路50;计时保护电路10还用于在存在温度异常时,在第二预设时间后,输出温度报警信号;逻辑控制电路50,与计时保护电路10相连,用于接收温度报警信号,进入温度保护模式。
作为一示例,第二预设时间可以根据实际经验进行选择。
在本实施例中,计时保护电路10在存在温度异常时,并在第二预设时间后,输出温度报警信号,以使逻辑控制电路50接收温度报警信号后,进入温度保护模式,提高电池保护系统的安全性。示例性地,该温度保护模式可以是切断电池的充放电回路的工作模式。
本实施例提供一种电池保护芯片1,包括上述的电池保护电路。
本实施例提供一种电池保护系统,包括上述的电池保护芯片1。
在一实施例中,电池保护系统还包括第一电阻和热敏电阻;第一电阻和热敏电阻串联在电源端RTV和接地端之间,第一电阻和热敏电阻之间的连接节点与电池保护芯片1的温度检测端RTS相连。
在本实施例中,如图4所示,在计时保护电路10判断不存在温度异常时,第一比较器31和第二比较器32均输出低电平,计时保护电路10输出第二计时信号(低电平),从而第一信号选择电路22选择第二通路,第二信号选择电路24选择第四通路,将温度检测信号输出至计时保护电路10。。
如图4所示,当计时保护电路10判断存在温度异常时,计时保护电路10输出第一计时信号(高电平),去持续使能温度检测电路30,使得温度检测电路30进入实时检测模式,同时第一信号选择电路22选择第一通路,通过第一延时电路21延时10ms后的输出目标电信号至计时保护电路10。也即当温度异常后,温度检测电路30会自动切换到实时检测,同时对温度检测信号进行10ms滤波,如果10ms内第一比较器31有翻转,则第一延时电路21会复位,从而把计时保护电路10复位,不会向逻辑控制电路50输出温度报警信号。图5是上述实施例的一个特例波形展示。RTV为电源端RTV,RTS为温度检测端RTS。
第一延时电路21能够滤除工频干扰特例展示波形,参考图6。环境温度小于第一基准信号VTH时,没有工频干扰时,温度检测端RTS的温度检测信号大于第一基准信号VTH,但由于工频干扰,温度检测端RTS会出现小于第一基准信号VTH的温度检测信号,导致误判为存在温度异常,计时保护电路10输出第一计时信号,控制温度检测电路30进入实时检测模式,并且控制抗干扰电路20中的第一信号选择电路22选择第一通路,第一延时电路21将10ms滤波后的目标电信号输入至计时保护电路10。工频干扰是在温度检测端RTS直流量基础上产生的,由对称性知道,施加工频干扰后的目标检测信号小于第一基准信号VTH的部分小于半周期即10ms时间,也即第一比较器31输出为高电平(检测存在温度异常)的时间是小于10ms的,小于10ms的温度检测信号被第一延时电路21滤除,从而使计时保护电路10复位,输出第二计时信号,且不会向逻辑控制电路50输出温度报警信号,避免错误保护。
需要说明的是,图5和图6中是以第一比较器31、第一延时电路21和第一信号选择电路22的工作原理为示例进行说明,第二比较器32、第二延时电路23和第二信号选择电路24的工作原理与其相似,在此不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。