專利名稱：內(nèi)置功率mos管的鋰電池保護集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及本實用新型涉及屬于鋰離子電池保護集成電路，特別是內(nèi)置功率 MOS管的鋰電池保護集成電路有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，鋰離子電池因能量密度高、體積小、重量輕，在便攜式電子產(chǎn)品中得到廣泛 的應(yīng)用。鋰離子電池在使用過程中有一定的要求。過度放電會降低電池壽命，過度充電在降 低電池壽命的同時，還會引起電池發(fā)鼓，甚至爆炸，因此需要專門保護集成電路來管理鋰離 子電池充放電。隨著便攜式電子產(chǎn)品對電池電壓和容量要求越來越高，多節(jié)電池串聯(lián)的應(yīng) 用場合越來越多。如何使鋰電池保護方案集成度更高，可靠性更好是其的一個發(fā)展方向。 目前市場上普遍采用MOS管外置的方式對其進行保護。如圖1所示，為現(xiàn)有鋰離子電池充放電保護電路，該集成芯片工作原理是多節(jié)鋰 電池保護IC通過DO和CO兩個端子控制外置的兩個功率PMOS管Pl和P2的導(dǎo)通或關(guān)斷， 來實現(xiàn)鋰電池組充放電管理保護。其中虛線框內(nèi)為外置PMOS管本身的寄生二極管。上述方案的缺點1.外置兩個PMOS管成本較高，占用體積較大，集成度不高。2.整個應(yīng)用保護方案，元器件多，測試不方便，可靠性差。3.兩個MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻大，其上的能源消耗大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種內(nèi)置功率MOS管的鋰電池保護集成電路，減少 MOS管數(shù)量，且將MOS管集成在芯片內(nèi)部，提高保護可靠性，布線簡單。為了解決上述方案，本實用新型采用的技術(shù)方案是內(nèi)置功率MOS管的鋰電池保護集成電路，該集成電路包括供電電源端子VCC，放電 回路電流檢測端子VM，芯片地電位端子GND，在供電電源端子VCC和放電回路電流檢測端子 VM之間具有內(nèi)置功率MOS管保護電路。所述的內(nèi)置功率MOS管保護電路，包括集成場效應(yīng)晶體管PI、P2、Ni，以及內(nèi)置功 率PMOS管；多節(jié)鋰電池保護IC的DO和CO端子分別連接非門Al和A2，且DO和CO端子接 入到一個或非門中A3 ；非門Al輸出連接集成場效應(yīng)晶體管Pl的柵極，非門A2的輸出連接 集成場效應(yīng)晶體管P2的柵極，或非門A3連接集成場效應(yīng)晶體管m ；集成場效應(yīng)晶體管m 的漏極同時連接集成場效應(yīng)晶體管Pl的源極和內(nèi)置功率PMOS管的柵極，集成場效應(yīng)晶體 管m的源極接地；集成場效應(yīng)晶體管Pl同時連接多節(jié)鋰電池保護IC的供電端VCC和內(nèi)置 功率PMOS管的漏極；集成場效應(yīng)晶體管P2的漏極連接內(nèi)置功率PMOS管的源極，源極連接 內(nèi)置功率PMOS管的柵極。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、將原有集成電路中兩個外置的MOS管改為一個MOS管，大大減少整個保護應(yīng)用方案的成本，減小整體體積，同時因為降低了 MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻，可減少MOS管上的能源損耗ο2、將功率MOS管集成內(nèi)置方便了應(yīng)用保護方案的布線，增加了整個應(yīng)用保護方案 的可靠性。3、M0S管集成，使得客戶選用和測試更方便，現(xiàn)在只需要選擇一個芯片即可完成整 個保護應(yīng)用方案的實現(xiàn)，而原本需要選用三個芯片。
圖1是現(xiàn)有現(xiàn)有鋰離子電池充放電保護電路示意圖；圖2是本實用新型較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型較佳實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
結(jié)合圖2、圖3，對本實用新型較佳實施例做進一步說明。 內(nèi)置功率MOS管的鋰電池保護集成電路，該集成電路包括該集成電路主要具有如 下接線端子表 1
接線端子描述VM充放電回路電流檢測端子VCC芯片供電電源端子GND芯片地電位端子本實用新型就是不需要芯片以外外置MOS管，而是在供電電源端子VCC和放電回 路電流檢測端子VM之間具有內(nèi)置功率MOS管保護電路，而該內(nèi)置功率MOS管保護電路集成 于芯片內(nèi)部，所以接線端子少，應(yīng)用保護方案的布線可以大幅度簡化，增加了整個應(yīng)用保護 方案的可靠性。本實施例中內(nèi)置功率MOS管保護電路，所用到的元器件包括集成場效應(yīng)晶體管 P1、P2、Nl，內(nèi)置功率PMOS管，非門A1和A2，或非門A3。其中集成場效應(yīng)晶體管P1、P2、Nl， 非門Al和A2，或非門A3都是集成電路中的小型管件，體積非常小，耗能少。而功率PMOS管 將現(xiàn)有兩個外置功率PMOS管減少一半，也可以集成到芯片內(nèi)部，同時MOS管的導(dǎo)通內(nèi)阻變 小，可減少MOS管上的能源損耗。上述各個部件的相互連接關(guān)系為多節(jié)鋰電池保護IC原有的DO和CO端子分別連 接在非門Al和A2，且DO和CO端子接入到一個或非門中A3。非門Al輸出連接集成場效應(yīng)晶體管Pl的柵極，非門A2的輸出連接集成場效應(yīng)晶 體管P2的柵極，或非門A3連接集成場效應(yīng)晶體管m。集成場效應(yīng)晶體管m的漏極同時 連接集成場效應(yīng)晶體管Pi的源極和內(nèi)置功率PMOS管的柵極，集成場效應(yīng)晶體管m的源極 接地。集成場效應(yīng)晶體管Pi同時連接多節(jié)鋰電池保護IC的供電端VCC和內(nèi)置功率PMOS 管的漏極。集成場效應(yīng)晶體管P2的漏極連接內(nèi)置功率PMOS管的源極，源極連接內(nèi)置功率 PMOS管的柵極。另外，CO為充電控制信號，其邏輯狀態(tài)正常狀態(tài)為0 ；保護狀態(tài)為1。DO為放電控 制信號，其邏輯狀態(tài)正常狀態(tài)為O ；保護狀態(tài)為1。CT為內(nèi)置功率PMOS管柵極控制電位，隨著集成場效應(yīng)晶體管PI、P2、Nl工作狀態(tài)而形成不同電位。內(nèi)置功率PMOS管的襯底懸浮。本實用新型的工作原理如下1、當芯片正常工作時，CO信號為正常狀態(tài)0，DO信號為正常狀態(tài)0 CO和DO經(jīng)過邏輯或非運算為1，集成場效應(yīng)晶體管附是N型場效應(yīng)晶體管，高電 壓導(dǎo)通，因此使集成場效應(yīng)晶體管m導(dǎo)通，內(nèi)置功率PMOS管的柵極信號CT電平拉低。DO經(jīng)過邏輯非運算為1，集成場效應(yīng)晶體管Pl為P型場效應(yīng)晶體管，低電壓導(dǎo)通， 因此集成場效應(yīng)晶體管Pi關(guān)斷。CO經(jīng)過邏輯非運算為1，集成場效應(yīng)晶體管P2也為P型場效應(yīng)晶體管，同樣低電 壓導(dǎo)通，因此集成場效應(yīng)晶體管P2關(guān)斷。由于內(nèi)置功率PMOS管的柵極信號CT為0，內(nèi)置功率PMOS管為P型場效應(yīng)管，所以 導(dǎo)通開啟，此時電池組允許充電或放電操作。2、當發(fā)生充電保護時，CO信號為保護狀態(tài)1，DO信號為正常狀態(tài)0 :CO和DO經(jīng)過邏輯或非運算為0，使集成場效應(yīng)晶體管附關(guān)斷。DO經(jīng)過邏輯非運 算為1，使集成場效應(yīng)晶體管Pl關(guān)斷。CO經(jīng)過邏輯非運算為0，使集成場效應(yīng)晶體管P2導(dǎo) 通。內(nèi)置PMOS管的柵極信號CT為1，內(nèi)置功率PMOS管關(guān)斷，此時電池組發(fā)生充電保護，不 允許對電池組充電。3、當發(fā)生放電保護時，CO信號為正常狀態(tài)0，DO信號為保護狀態(tài)1 CO和DO經(jīng)過邏輯或非運算為0，使集成場效應(yīng)晶體管m關(guān)斷。DO經(jīng)過邏輯非運 算為0，使集成場效應(yīng)晶體管Pl導(dǎo)通。CO經(jīng)過邏輯非運算為1，使集成場效應(yīng)晶體管P2關(guān) 斷。內(nèi)置PMOS管的柵極信號CT為1，內(nèi)置功率PMOS管關(guān)斷，此時電池組發(fā)生放電保護，不 允許對電池組放電。以下為各個端子的邏輯表
權(quán)利要求1.內(nèi)置功率MOS管的鋰電池保護集成電路，該集成電路包括供電電源端子VCC，放電回 路電流檢測端子VM，芯片地電位端子GND，其特征在于在供電電源端子VCC和放電回路電 流檢測端子VM之間具有內(nèi)置功率MOS管保護電路。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)置功率MOS管的鋰電池保護集成電路，其特征在于所述的 內(nèi)置功率MOS管保護電路，包括集成場效應(yīng)晶體管PI、P2、Ni，以及內(nèi)置功率PMOS管；多節(jié) 鋰電池保護IC的DO和CO端子分別連接非門Al和A2，且DO和CO端子接入到一個或非門 中A3 ；非門Al輸出連接集成場效應(yīng)晶體管Pl的柵極，非門A2的輸出連接集成場效應(yīng)晶體 管P2的柵極，或非門A3連接集成場效應(yīng)晶體管m ；集成場效應(yīng)晶體管m的漏極同時連接 集成場效應(yīng)晶體管Pi的源極和內(nèi)置功率PMOS管的柵極，集成場效應(yīng)晶體管m的源極接 地；集成場效應(yīng)晶體管Pi同時連接多節(jié)鋰電池保護IC的供電端VCC和內(nèi)置功率PMOS管的 漏極；集成場效應(yīng)晶體管P2的漏極連接內(nèi)置功率PMOS管的源極，源極連接內(nèi)置功率PMOS 管的柵極。
專利摘要本實用新型主要公開了一種內(nèi)置功率MOS管的鋰電池保護集成電路，該集成電路包括供電電源端子VCC，放電回路電流檢測端子VM，芯片地電位端子GND，在供電電源端子VCC和放電回路電流檢測端子VM之間具有內(nèi)置功率MOS管保護電路。本實用新型減少MOS管數(shù)量，且將MOS管集成在芯片內(nèi)部，提高保護可靠性，布線簡單。
文檔編號H02H7/18GK201937252SQ20112000175
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者田劍彪 申請人:田劍彪