專利名稱:一種溫度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N溫度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)，包括：溫度采集電路和集成芯片，集成芯片包括開關(guān)控制電路、電源提供電路、第一分壓電路、第二分壓電路和比較電路，溫度采集電路的一端與待測電芯的溫度采樣點(diǎn)相連、另一端經(jīng)開關(guān)控制電路與第一分壓電路的一端連接，第一分壓電路的另一端和第二分壓電路的一端均與電源提供電路的一端相連，第二分壓電路的另一端與比較電路相連，開關(guān)控制電路與第一分壓電路相連的一端與比較電路連接。本申請將電源驅(qū)動內(nèi)置，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供外置電源驅(qū)動管腳，且通過兩條電路對電源提供電路的輸出進(jìn)行分壓，第二分壓電路產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供外置參考電壓管腳，減少了芯片管腳的占用。
【專利說明】
一種溫度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請涉及電池保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由鋰元素制成的鋰離子電池具有放電電流大、內(nèi)阻低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣 泛使用。但鋰離子電池在使用過程中嚴(yán)禁過充電、過放電和短路，否則會引起電池壽命縮 短、起火或爆炸等事故，因此，可充型鋰電池通常會連接一塊充放電保護(hù)電路板來保護(hù)電芯 的安全。
[0003] 多節(jié)電池保護(hù)電路通常對電池實現(xiàn)各種保護(hù)功能，例如:充電過壓保護(hù)、放電過壓 保護(hù)、放電過流保護(hù)、短路保護(hù)等。當(dāng)電芯溫度異常時，也進(jìn)行保護(hù)控制，將進(jìn)一步提高鋰電 池的安全性。例如電芯溫度超過70°C或低于_10°C禁止放電；當(dāng)電芯溫度超過60°C或低于0 °C禁止充電。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中的多節(jié)電池保護(hù)電路需要為每一個電芯的溫度檢測提供一個電源驅(qū) 動管腳和參考電壓管腳，在進(jìn)行多節(jié)電芯的溫度檢測和保護(hù)時，所需要的管腳數(shù)目較多。 [0005] 現(xiàn)有技術(shù)不足在于：
[0006] 每一個電芯的溫度檢測都需要占用一個電源驅(qū)動管腳和參考電壓管腳，導(dǎo)致多節(jié) 電芯的保護(hù)電路所占用的芯片管腳較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請實施例提出了一種溫度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中每一個 電芯的溫度檢測都需要占用一個電源驅(qū)動管腳和參考電壓管腳，導(dǎo)致多節(jié)電芯的保護(hù)電路 所占用的芯片管腳較多的技術(shù)問題。
[0008] 第一個方面，本申請實施例提供了一種溫度檢測電路，包括:溫度采集電路和集成 芯片，所述集成芯片包括開關(guān)控制電路、電源提供電路、第一分壓電路、第二分壓電路和比 較電路，所述溫度采集電路用于對待測電芯進(jìn)行溫度采樣，所述溫度采集電路的第二端經(jīng) 所述開關(guān)控制電路與第一分壓電路的第一端連接，所述第一分壓電路的第二端和所述第二 分壓電路的第一端均與所述電源提供電路的第一端相連，所述第二分壓電路的第二端輸出 內(nèi)部參考電壓與所述比較電路相連，所述開關(guān)控制電路與第一分壓電路相連的一端作為溫 度檢測端與所述比較電路連接。
[0009] 第二個方面，本申請實施例提出了一種溫度保護(hù)電路，包括上述溫度檢測電路、開 關(guān)保護(hù)電路和位于所述集成芯片內(nèi)的邏輯控制器件，所述多個比較器的輸出端均與所述邏 輯控制器件相連，所述邏輯控制器件的輸出端與所述開關(guān)保護(hù)電路相連，所述開關(guān)保護(hù)電 路與所述溫度采集電路的第一端和所述第二分壓電路的第二端相連。
[0010] 第三個方面，本申請實施例提出了一種溫度保護(hù)系統(tǒng)，包括上述溫度保護(hù)電路以 及多節(jié)串聯(lián)的電芯，其中，所述電源提供電路的第二端與多節(jié)串聯(lián)電芯的正極相連并連接 于第一外部連接端，所述溫度采集電路的第一端和所述第二分壓電路的第二端均與所述多 節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極相連。
[0011] 有益效果如下：
[0012] 由于本申請實施例所提供的技術(shù)方案，將電源驅(qū)動內(nèi)置，在集成芯片內(nèi)包括電源 提供電路，第一分壓電路和第二分壓電路分別對所述電源提供電路輸出的電壓進(jìn)行分壓， 所述電源提供電路的一個分支（即第一分壓電路)經(jīng)開關(guān)控制電路與外置的溫度采集電路 相連，所述外置的溫度采集電路只需通過開關(guān)控制電路分時復(fù)用所述第一分壓電路即可獲 得電源，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供外置電源驅(qū)動管腳，而且，所述電源提供電路的另一個 分支（即第二分壓電路）可以產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供額外的參考 電壓輸入管腳，從而可以大大減少芯片管腳的占用。
【附圖說明】

[0013] 下面將參照附圖描述本申請的具體實施例，其中：
[0014] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中多節(jié)電芯溫度保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2示出了本申請實施例一中溫度檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3示出了本申請實施例二中溫度檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4示出了本申請實施例三中溫度保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖5示出了本申請實施例四中溫度保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖6示出了本申請實施例六中多電芯溫度保護(hù)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖7示出了本申請實施例七中多電芯溫度檢測方法實施的流程示意圖；
[0021 ]圖8示出了本申請實施例八中多電芯溫度保護(hù)方法實施的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本申請的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本申請的示例性 實施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明，顯然，所描述的實施例僅是本申請的一部分實施例，而不是 所有實施例的窮舉。并且在不沖突的情況下，本說明中的實施例及實施例中的特征可以互 相結(jié)合。
[0023]發(fā)明人在發(fā)明過程中注意到：
[0024] 在現(xiàn)有技術(shù)中，每個電芯的溫度檢測所需要的電源為外置電源驅(qū)動，都需要占用 電芯保護(hù)芯片的一個管腳;此外，每個電芯的溫度檢測所需要的參考電壓為外置輸入?yún)⒖?電壓，也都需要占用電芯保護(hù)芯片的一個額外管腳。
[0025] 因此，為每一個電芯的溫度檢測都要提供一個電源驅(qū)動管腳和參考電壓管腳，對 于多節(jié)電芯溫度檢測和保護(hù)功能的電路則需要更多的管腳數(shù)目。
[0026]除此之外，現(xiàn)有技術(shù)中為每一個電芯都要提供一個外部電阻，所需芯片外部的元 件數(shù)量較多。
[0027]下面以三節(jié)電芯的溫度保護(hù)電路進(jìn)行說明。
[0028]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中多節(jié)電芯溫度保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，虛線框指 電芯保護(hù)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與虛線框相交的節(jié)點(diǎn)處為管腳，圖1中包括三節(jié)電芯BATAi~BATA3， 為BATM的溫度檢測提供了外部電阻和溫敏電阻RR(第一個管腳），為BATA 2的溫度檢測提 供了外部電阻R2和溫敏電阻RN2(第二個管腳），為BATA 3的溫度檢測提供了外部電阻R3和溫 敏電阻RN3(第三個管腳），為BATAj^溫度檢測還提供了一個外置輸入?yún)⒖茧妷篤RK第四個 管腳），為BATA2的溫度檢測還提供了一個外置輸入?yún)⒖茧妷篤R2(第五個管腳），為BATA3的溫 度檢測還提供了一個外置輸入?yún)⒖茧妷篤R 3(第六個管腳）。
[0029]由上可知，三節(jié)電芯的溫度保護(hù)電路至少需要6個用于溫度檢測的管腳，隨著電芯 的數(shù)量的增多，為溫度檢測所需的芯片管腳數(shù)量則成倍增長，占用了較多的芯片管腳;而且 三節(jié)電芯的溫度保護(hù)電路至少需要3個外部電阻，在電芯數(shù)量增多時，所需芯片外部的元件 數(shù)目也較多。
[0030] 針對上述不足，本申請實施例提出了一種溫度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)，將電源驅(qū)動 內(nèi)置，無需為每個電芯提供一個管腳，并通過將內(nèi)置的電源驅(qū)動電壓，采用內(nèi)置電阻分壓產(chǎn) 生參考電壓，無需為每個電芯提供額外的管腳來外置輸入?yún)⒖茧妷骸?br>[0031] 采用本申請的技術(shù)方案，占用芯片管腳較少，為每個電芯的溫度檢測只需提供一 個芯片管腳，而且，所需芯片外部的元件數(shù)目較少，為每個電芯的溫度檢測只需一個溫敏電 阻，即可實現(xiàn)溫度檢測和保護(hù)功能。
[0032] 為了便于本申請的實施，下面結(jié)合具體實施例方式對本申請所提供的多節(jié)電芯溫 度檢測、保護(hù)電路及系統(tǒng)、方法進(jìn)行說明。
[0033] 實施例一、
[0034] 圖2示出了本申請實施例一中溫度檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述溫度 檢測電路可以包括:溫度采集電路和集成芯片，所述集成芯片可以包括開關(guān)控制電路、電源 提供電路、第一分壓電路、第二分壓電路和比較電路，所述溫度采集電路用于對待測電芯進(jìn) 行溫度采樣，所述溫度采集電路的第二端經(jīng)所述開關(guān)控制電路與第一分壓電路的第一端連 接，所述第一分壓電路的第二端和所述第二分壓電路的第一端均與所述電源提供電路的第 一端相連，所述第二分壓電路的第二端輸出內(nèi)部參考電壓與所述比較電路相連，所述開關(guān) 控制電路與第一分壓電路相連的一端作為溫度檢測端與所述比較電路連接。
[0035] 具體實施時，所述溫度采集電路可以用于采集電芯的溫度，通?？梢灾糜谒黾?成芯片的外部，所述溫度采集電路的第一端可以與待測電芯的溫度采樣點(diǎn)相連，用于檢測 所述待測電芯的溫度;具體實施時，可以在同一電芯上設(shè)置多個溫度采樣點(diǎn)，為同一電芯的 多個溫度采樣點(diǎn)檢測溫度，也可以在每個電芯上設(shè)置一個或多個溫度采樣點(diǎn)，為多個電芯 的一個或多個溫度采樣點(diǎn)檢測溫度。
[0036] 所述溫度采集電路的第二端可以與所述開關(guān)控制電路的一端相連，所述開關(guān)控制 電路的另一端作為溫度檢測端TSEN可以與第一分壓電路的第一端相連，所述第一分壓電路 的第二端可以與所述電源提供電路的第一端相連，所述第二分壓電路的第一端也與所述電 源提供電路的第一端相連，所述第一分壓電路和所述第二分壓電路用于將所述電源提供電 路輸出的電壓進(jìn)行分壓，所述開關(guān)控制電路作為溫度檢測端TSEN的一端與比較電路相連， 所述第二分壓電路的第二端可以與所述比較電路相連，所述第二分壓電路輸出的電壓可以 作為內(nèi)部參考電壓，所述比較電路通過比較溫度檢測端TSEN的溫度檢測點(diǎn)電壓與所述內(nèi)部 參考電壓的大小，來判斷所述電芯的溫度是否達(dá)到溫度閾值。
[0037] 具體實施時，所述電源提供電路可以為外接電源，也可以為待測電芯。如果所述電 源提供電路為外接電源，所述第一分壓電路的第二端和所述第二分壓電路的第一端均與所 述外接電源相連;如果所述電源提供電路為待測電芯，所述所述第一分壓電路的第二端和 所述第二分壓電路的第一端可以均與所述待測電芯的正極相連，所述溫度采集電路的第 一端和所述第二分壓電路的第二端可以均與所述待測電芯的負(fù)極相連。
[0038] 由于本申請實施例所提供的溫度檢測電路，將電源驅(qū)動內(nèi)置，在集成芯片內(nèi)包括 電源提供電路，第一分壓電路和第二分壓電路分別對所述電源提供電路輸出的電壓進(jìn)行分 壓，所述電源提供電路的一個分支（即第一分壓電路)經(jīng)開關(guān)控制電路與外置的溫度采集電 路相連，所述外置的溫度采集電路只需通過開關(guān)控制電路分時復(fù)用所述第一分壓電路即可 獲得電源，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供外置電源驅(qū)動管腳，而且，所述電源提供電路的另一 個分支（即第二分壓電路)可以產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供額外的參考 電壓管腳，從而可以大大減少芯片管腳的占用。
[0039] 實施中，所述溫度采集電路具體可以包括用于檢測待測電芯溫度的多個溫敏電阻 RNl~RNn，所述開關(guān)控制電路可以包括多個受時鐘信號控制的開關(guān)Kl~Kn，所述第一分壓電 路可以包括集成電阻，每個溫敏電阻的第一端和接地端相連，每個溫敏電阻的第二端作為 溫度采集電路的第二端可以和與其相對應(yīng)的開關(guān)的第一端相連，多個開關(guān)心~^的第二端 相連并可以作為溫度檢測端TSEN與所述集成電阻的第一端相連，所述集成電阻的第一端為 所述第一分壓電路的第一端。
[0040] 具體實施時，電芯數(shù)量可以為任意數(shù)目，例如可以多達(dá)20個電芯。溫敏電阻可以采 用正溫度系數(shù)電阻，也可以采用負(fù)溫度系數(shù)電阻。
[0041] 假設(shè)電芯數(shù)量可以為1~η個，所述用于檢測電芯溫度的溫敏電阻也為1~η個，所 述溫敏電阻所在位置即為溫度采樣點(diǎn)位置，即，溫敏電阻置于哪里就檢測哪里的溫度。電芯 數(shù)量可以和溫度采樣點(diǎn)的數(shù)量一樣，從而可以比較完備的實現(xiàn)溫度檢測和保護(hù)，即，每個電 芯的溫度都被檢測到。
[0042] 第1個電芯可以通過溫敏電阻1?見檢測溫度，所述RNi與開關(guān)心相連；
[0043] 第2個電芯可以通過溫敏電阻Rfc檢測溫度，所述Rfc與開關(guān)K2相連；
[0044] ……
[0045] 第i個電芯可以通過溫敏電阻RNi檢測溫度，所述RNi與開關(guān)Ki相連；
[0046]……
[0047]所述相連的RR與開關(guān)K^RNs與開關(guān)K2、……R&與開關(guān)L之間為并聯(lián)，均與所述集 成電阻相連，通過時鐘信號控制H……L的開/關(guān)來分時復(fù)用所述集成電阻。
[0048] 其中，所述集成電阻可以采用低溫度系數(shù)，低溫度系數(shù)電阻可以是溫度穩(wěn)定性強(qiáng) 的電阻，這類電阻在溫度變化時，阻值大小只有很小的改變，如:5PPM/°C。
[0049] 本申請實施例中，由于集成電阻采用低溫度系數(shù)且位于芯片內(nèi)部，遠(yuǎn)離電芯，所以 不受電芯溫度影響；而且，本申請采用兩組電阻對同一電壓分壓，其中一組電阻分壓為同一 類型的串聯(lián)電阻，形成內(nèi)部參考電壓，另一組電阻分壓由芯片內(nèi)集成電阻和芯片外具有較 大溫度系數(shù)的溫敏電阻組成。
[0050] 實施中，所述溫度檢測電路的所述集成芯片可以進(jìn)一步包括:振蕩器0SC，每個受 時鐘信號控制的開關(guān)具體可以為受所述振蕩器0SC產(chǎn)生的相應(yīng)的時鐘信號控制，所述振蕩 器0SC在預(yù)設(shè)周期內(nèi)循環(huán)控制所述多個時鐘信號中的一個時鐘信號處于第一電平，在該第 一電平時，對應(yīng)的開關(guān)導(dǎo)通。
[0051] 具體實施時，所述第一電平可以是低電平，也可以為高電平。所述振蕩器0SC可以 產(chǎn)生η個時鐘信號ckl~ckn，每個時鐘信號用于控制相應(yīng)的開關(guān)，cki為第一電平(例如:低 電平)時，開關(guān)L導(dǎo)通。所述振蕩器OSC在一個周期內(nèi)循環(huán)控制所述多個時鐘信號中的一個 時鐘信號處于第一電平(例如:低電平），在一個周期結(jié)束后每個開關(guān)均可以被導(dǎo)通一次，這 樣可以確保每個溫度采樣點(diǎn)均被檢測到。
[0052] 本申請實施例通過開關(guān)來切換集成電阻與外置溫敏電阻的連接，從而達(dá)到分時復(fù) 用的目的。
[0053] 實施中，所述第二分壓電路可以包括多個串聯(lián)電阻，所述多個串聯(lián)電阻的第一個 電阻的第一端作為所述第二分壓電路的第一端與所述電源提供電路相連，所述比較電路 包括多個并聯(lián)的比較器，所述溫度檢測端TSEN與所述比較器的第一輸入端相連，除最后一 個電阻之外每個串聯(lián)的電阻的第二端分別和與其對應(yīng)的比較器的第二輸入端相連，所述最 后一個電阻的第二端作為所述第二分壓電路的第二端與所述溫度采集電路的第一端相連。 [0054]具體實施時，所述第二分壓電路可以包括多個依次串聯(lián)的電阻心~1，所述多個串 聯(lián)電阻的第一個電阻(假設(shè)為心)的第一端可以與所述電源提供電路相連，除最后一個電阻 之外每個串聯(lián)的電阻(假設(shè)為的第二端分別和與其對應(yīng)的比較器的第二輸入端相 連，所述最后一個電阻(假設(shè)為1)的第二端與所述溫度采集電路的第一端相連，所述最后 一個電阻(假設(shè)為1)的第二端可以與所述溫度采集電路的第一端相連。
[0055] 所述比較器的第一輸入端可以為正輸入端，所述比較器的第二輸入端可以為負(fù)輸 入端;或者，所述比較器的第一輸入端可以為負(fù)輸入端，所述比較器的第二輸入端可以為正 輸入端。
[0056] 本申請實施例中，除最后一個電阻之外每個串聯(lián)的電阻(假設(shè)為的第二 端分別和與其對應(yīng)的比較器的第二輸入端相連，可以向比較器輸出電壓作為內(nèi)部參考電 壓，從而無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供額外的外置輸入?yún)⒖茧妷汗苣_，降低集成芯片的管腳 占用。
[0057] 實施中，所述電源提供電路可以為電源和電壓調(diào)節(jié)器LD0,所述電壓調(diào)節(jié)器的第一 端作為電源提供電路的第一端與所述第一分壓電路的第二端、所述第二分壓電路的第一端 相連，所述電壓調(diào)節(jié)器LD0的第二端與所述電源相連，所述電壓調(diào)節(jié)器LD0用于將所述電源 的電壓調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)內(nèi)部電壓。
[0058] 具體實施時，所述電源可以為外接電源。
[0059] 實施中，所述電源可以為待測電芯，所述電壓調(diào)節(jié)器LD0的第二端與所述待測電芯 的正極相連，所述待測電芯的負(fù)極與所述溫度采集電路的第一端、所述第二分壓電路的第 二端相連。
[0060] 由于本申請采用電壓調(diào)節(jié)器LD0可以產(chǎn)生內(nèi)部低電壓，同時比較器又以該低電壓 供電，因此，比較器可以完全采用低壓器件設(shè)計，從而使得占用芯片面積較小，芯片制造成 本較低(而現(xiàn)有技術(shù)中直接以外置電源驅(qū)動，通常需要比較器采用高壓器件，占用芯片面積 較大且芯片制造成本較高，通常5V以下為低壓，5V以上為高壓）。
[0061 ]實施中，所述比較器Cmp的數(shù)量具體可以根據(jù)溫度保護(hù)閾值的數(shù)量確定。
[0062]具體實施時，所述溫度保護(hù)閾值通?？梢园ǜ邷亟钩潆姕囟乳撝?、高溫禁止 放電溫度閾值、低溫禁止充電溫度閾值、低溫禁止放電溫度閾值等4個閾值，因此，比較器 Cmp的數(shù)量也可以為4個，例如:Cmp 1、Cmp2、Cmp3、Cmp4。
[0063] 由于芯片內(nèi)置電阻的絕對值一般偏差較大，例如:+/-20%，為了進(jìn)一步提高集成 電阻的絕對值的準(zhǔn)確性，本申請實施例還可以采用如下方式實施。
[0064] 實施中，所述集成電阻具體可以采用N+摻雜的非柵極多晶硅層為電阻材料，所述N +慘雜具體可以為經(jīng)光刻加工后的N+慘雜。
[0065] 具體實施時，為了實現(xiàn)較低溫度系數(shù)的效果，集成電阻可以采用第二多晶硅層(非 柵極多晶硅層)做電阻材料，然后通過調(diào)整摻雜濃度來實現(xiàn)較低溫度系數(shù)，通過實驗表明N+ 摻雜比P+摻雜的多晶硅電阻的溫度系數(shù)系數(shù)更低。
[0066]此外，為了得到更低溫度系數(shù)，可以增加一道光刻來專門調(diào)整摻雜N+的濃度，來實 現(xiàn)最佳效果。
[0067] 本申請實施例通過上述方式解決了芯片內(nèi)部電阻絕對值的偏差較大的問題，提高 了集成電阻的精確性。
[0068] 而所述多個串聯(lián)電阻則無需進(jìn)行修調(diào)，只需要相對值準(zhǔn)確即可，在集成電路工藝 中，通過匹配設(shè)計即可實現(xiàn)很高精度的相對準(zhǔn)確。
[0069] 實施例二、
[0070] 圖3示出了本申請實施例二中溫度檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述溫度檢 測系統(tǒng)可以包括上述溫度檢測電路以及多節(jié)串聯(lián)的電芯BATA，其中，所述電源提供電路的 第二端與多節(jié)串聯(lián)電芯的正極相連并連接于第一外部連接端，所述溫度采集電路的第一 端和所述第二分壓電路的第二端均與所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極相連。
[0071] 具體實施時，所述電源提供電路可以為電源和電壓調(diào)節(jié)器LD0,所述電源可以將所 述多節(jié)串聯(lián)的電芯作為電源，多節(jié)串聯(lián)電芯的正極與所述電壓調(diào)節(jié)器相連，所述電壓調(diào)節(jié) 器可以將多節(jié)串聯(lián)電芯的電池電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的低電壓，電池電壓可能隨電池能量消耗而 減小，但所述電壓調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換的所述低電壓不會隨電池電壓變化而變化。
[0072] 所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極可以接地GND，所述溫度采集電路的第一端與所述多節(jié) 串聯(lián)電芯的負(fù)極相連，所述第二分壓電路的第二端也與所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極相連。
[0073] 具體實施時，所述溫度采集電路為多個溫敏電阻RN1~η時，所述溫敏電阻的一端 與開關(guān)相連，另一端與所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極相連;所述第二分壓電路為多個串聯(lián)電阻 時，所述多個串聯(lián)電阻的一端與電源提供電路相連，另一端與所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極相 連。
[0074] 本申請實施例所提供的多節(jié)電芯溫度檢測系統(tǒng)中，由于多節(jié)電芯溫度檢測電路將 電源驅(qū)動內(nèi)置，形成兩個分壓支路，由開關(guān)分時復(fù)用第一分壓支路，第二分壓支路形成內(nèi)部 參考電壓，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供電源驅(qū)動管腳和參考電壓管腳，從而極大降低了芯 片管腳的占用數(shù)量。
[0075] 實施例三、
[0076]圖4示出了本申請實施例三中溫度保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述溫度保 護(hù)電路可以包括上述溫度檢測電路、開關(guān)保護(hù)電路和位于所述集成芯片內(nèi)的邏輯控制器 件，所述多個比較器的輸出端均與所述邏輯控制器件相連，所述邏輯控制器件的輸出端與 所述開關(guān)保護(hù)電路相連，所述開關(guān)保護(hù)電路與所述溫度采集電路的第一端和所述第二分壓 電路的第二端相連。
[0077]具體實施時，多個比較器的輸出端均可以與所述邏輯控制器件Logic相連，所述邏 輯控制器件Logic的輸出端與開關(guān)保護(hù)電路相連，所述開關(guān)保護(hù)電路與所述溫度采集電路 的另一端和所述第二分壓電路的另一端相連。所述邏輯控制器件Logic根據(jù)所述比較器的 輸出結(jié)構(gòu)生成控制信號，所述開關(guān)保護(hù)電路根據(jù)所述控制信號斷開相應(yīng)的回路，以達(dá)到電 芯保護(hù)的目的。
[0078]具體實施時，所述邏輯控制器件Logic還可以連接其他的檢測端OtherDet。
[0079] 實施中，所述開關(guān)保護(hù)電路具體可以包括第一N型金屬氧化物半導(dǎo)體0MOS，N-Metal-Oxi de-Semi conductor)晶體管和第二NM0S晶體管，所述第一NM0S晶體管的概極作為 放電保護(hù)控制端與所述邏輯控制器件的輸出端相連，所述第二NM0S晶體管的柵極作為充電 保護(hù)控制端與所述邏輯控制器件的輸出端相連，所述第一 NM0S晶體管的漏極與所述第二 NM0S晶體管的漏極相連，所述第一 NM0S晶體管的基極與源極相連并連接于所述溫度采集電 路的另一端和所述第二分壓電路的另一端，所述第二NM0S晶體管的基極與源極相連并連接 于第二外部連接端。
[0080] 具體實施時，所述第一匪0S晶體管也可以稱為放電保護(hù)開關(guān)，所述第二匪0S晶體 管也可以稱為充電保護(hù)開關(guān)。所述第一 NM0S晶體管的放電保護(hù)控制端接收到邏輯控制器件 輸出的異常放電保護(hù)信號時，所述第一W0S晶體管斷開放電回路;所述第二W0S晶體管的 充電保護(hù)控制端收到邏輯控制器件輸出的異常充電保護(hù)信號時，所述第二NM0S晶體管斷開 充電回路。
[0081] 由于本申請實施例所提供的溫度保護(hù)電路，將電源驅(qū)動內(nèi)置于集成芯片，在集成 芯片內(nèi)包括電源提供電路，第一分壓電路和第二分壓電路分別對所述電源提供電路輸出的 電壓進(jìn)行分壓，所述電源提供電路的一個分支（即第一分壓電路)經(jīng)開關(guān)控制電路與外置的 溫度采集電路相連，所述外置的溫度采集電路只需通過開關(guān)控制電路分時復(fù)用所述第一分 壓電路即可獲得電源，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供外置電源驅(qū)動管腳，而且，所述電源提供 電路的另一個分支（即第二分壓電路)可以產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供 額外的參考電壓輸入管腳，從而可以大大減少芯片管腳的占用。
[0082]實施例四、
[0083]圖5示出了本申請實施例四中溫度保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述溫度保 護(hù)系統(tǒng)可以包括上述溫度保護(hù)電路以及多節(jié)串聯(lián)的電芯，其中，所述電源提供電路的第二 端與多節(jié)串聯(lián)電芯的正極相連并連接于第一外部連接端，所述溫度采集電路的第一端和所 述第二分壓電路的第二端均與所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極相連。
[0084] 具體實施時，所述多節(jié)串聯(lián)電芯的正極可以與所述電源提供電路的電壓調(diào)節(jié)器 LD0相連并連接至第一外部連接端P+，所述多節(jié)串聯(lián)電芯的負(fù)極可以經(jīng)開關(guān)保護(hù)電路與第 二外部連接端P-相連。
[0085] 由于本申請實施例所提供的溫度保護(hù)系統(tǒng)，將電源驅(qū)動內(nèi)置到集成芯片，在集成 芯片內(nèi)包括電源提供電路，第一分壓電路和第二分壓電路分別對所述電源提供電路輸出的 電壓進(jìn)行分壓，所述電源提供電路的一個分支（即第一分壓電路)經(jīng)開關(guān)控制電路與外置的 溫度采集電路相連，所述外置的溫度采集電路只需通過開關(guān)控制電路分時復(fù)用所述第一分 壓電路即可獲得電源，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供外置電源驅(qū)動管腳，而且，所述電源提供 電路的另一個分支（即第二分壓電路)可以產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個溫度采樣點(diǎn)提供 額外的參考電壓輸入管腳，從而可以大大減少芯片管腳的占用。
[0086] 實施例五、
[0087] 本申請實施例還提出了一種電子設(shè)備，可以包括設(shè)備本體、充電器以及上述溫度 保護(hù)系統(tǒng)。
[0088] 具體實施時，本申請實施例所提供的電子設(shè)備可以為手機(jī)、pad、平板電腦、手電筒 等各種需要充放電的設(shè)備。
[0089]實施例六、
[0090]下面本申請以三個電芯的溫度檢測為例進(jìn)行說明。
[0091] 圖6示出了本申請實施例六中多電芯溫度保護(hù)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示， 所述多電芯溫度保護(hù)系統(tǒng)可以包括三節(jié)電芯BATA1、BATA2、BATA3,每個電芯設(shè)置有一個溫 度采樣點(diǎn)，可以有相應(yīng)的溫敏電阻用于檢測溫度，例如：1^1、1^2、1^3，每個溫敏電阻由開 關(guān)K1、K2、K3控制與集成電阻R6的連接，分時復(fù)用R6;所述開關(guān)K1、K2、K3分別受0SC振蕩器的 時鐘信號CK1、CK2、CK3控制；電壓調(diào)節(jié)器與ΒΑΤΑ3的正極相連，產(chǎn)生內(nèi)部低電壓LVDD后分為 R6和R1~5兩條支路，溫度檢測端TSEN均與比較器Cmpl、〇1^)2、〇1^|3、〇1^|4的正極(正輸入端） 相連，R1、R2、R3、R4 的一端分別與 Cmp 1、Cmp2、Cmp3、Cmp4 的負(fù)極相連，Cmp 1、Cmp2、Cmp3、Cmp4 的輸出端〇1、(^2、(^3、(^4均與邏輯控制器件1^^^相連，所述1^^^的輸出分別連接兩個 NM〇S晶體管MN3。
[0092] 假設(shè)溫敏電阻RN1、RN2、RN3采用負(fù)溫度系數(shù)電阻，溫敏電阻的電阻可以遵循下表 所示：
[0094] 例如芯片內(nèi)置的集成電阻R6的電阻值設(shè)置為8Kohm，VR4設(shè)置為(0.2178) · LVDD， VR3設(shè)置為（0.274) · LVDD，VR2設(shè)置為（0.7732) · LVDD，VR1設(shè)置為（0.8415)· LVDD，其中 LVDD為LD0輸出電壓LVDD節(jié)點(diǎn)的電壓值。
[0095] (1)當(dāng)被檢測電芯溫度低于_10°C時，外置溫敏電阻的電阻值應(yīng)該高于42.47K〇hm， TSEN電壓將高于（0.8415) · LVDD，即TSEN電壓高于VR1的電壓，比較器Cmpl的輸出信號CT1 為高電平，比較器Cmp2的輸出信號CT2為高電平，比較器Cmp3的輸出信號CT3為高電平，比較 器Cmp4的輸出信號CT4為高電平，表示被檢測電芯溫度低于-10°C;
[0096] (2)當(dāng)被檢測電芯溫度高于-10°C，但低于0°C時，外置溫敏電阻的電阻值應(yīng)該低于 42.47Kohm且高于27.28Kohm，此時TSEN電壓應(yīng)該低于（0.8415) .LVDD且高于（0.7732) · LVDD，即低于VR1且高于VR2,比較Cmpl輸出信號CT1為低電平，比較器Cmp2的輸出信號CT2為 高電平，比較器Cmp3的輸出信號CT3為高電平，比較器Cmp4的輸出信號CT4為高電平；
[0097] (3)當(dāng)被檢測電芯溫度高于0°C，但低于60°C時，外置溫敏電阻的電阻值應(yīng)該低于 27.28Kohm且高于3.02Kohm，此時TSEN電壓應(yīng)該低于（0.7732) · LVDD且高于（0.274) · LVDD，即低于VR2且高于VR3,比較Cmpl輸出信號CT1為低電平，比較器Cmp2的輸出信號CT2為 低電平，比較器Cmp3的輸出信號CT3為高電平，比較器Cmp4的輸出信號CT4為高電平；
[0098] (4)當(dāng)被檢測電芯溫度高于60°C，但低于70°C時，外置溫敏電阻的電阻值應(yīng)該低于 3.02Kohm且高于2.228Kohm，此時TSEN電壓應(yīng)該低于（0.274) · LVDD且高于（0.2178) · LVDD，即低于VR3且高于VR4,比較Cmpl輸出信號CT1為低電平，比較器Cmp2的輸出信號CT2為 低電平，比較器Cmp3的輸出信號CT3為低電平，比較器Cmp4的輸出信號CT4為高電平；
[0099] (5)當(dāng)被檢測電芯溫度高于70°C時，外置溫敏電阻的電阻值應(yīng)該低于2.228K〇hm， 此時TSEN電壓應(yīng)該低于(0.2178) · LVDD，即低于VR4,比較Cmpl輸出信號CT1為低電平，比較 器Cmp2的輸出信號CT2為低電平，比較器Cmp3的輸出信號CT3為低電平，比較器Cmp4的輸出 信號CT4為低電平。
[0?00] B卩，比較器Cmpl、〇1^)2、〇1^|3、〇1^|4的輸出為高電平、高電平、高電平、高電平時，表 示被檢測的電芯溫度低于_l〇°C;當(dāng)輸出為低電平、高電平、高電平、高電平時，表示被檢測 的電芯溫度高于-l〇°C、但低于0°C;當(dāng)輸出為低電平、低電平、高電平、高電平時，表示被檢 測的電芯溫度高于〇°C、但低于60°C;當(dāng)輸出為低電平、低電平、低電平、高電平時，表示被檢 測的電芯溫度高于60°C、但低于70°C;當(dāng)輸出為低電平、低電平、低電平、低電平時，表示被 檢測的電芯溫度高于70°C。
[0101] 由于芯片電阻的絕對值一般偏差較大，例如+/-20 %，R6的絕對值可以通過修調(diào)將 其修調(diào)至準(zhǔn)確值。而R1~R5則無需進(jìn)行修調(diào)，只需要相對值準(zhǔn)確即可，在集成電路工藝中， 通過匹配設(shè)計可以實現(xiàn)很高精度的相對準(zhǔn)確。
[0102] 為了實現(xiàn)較低溫度系數(shù)的效果，電阻R6可以采用第二多晶硅層(非柵極多晶硅層） 做電阻材料，然后通過調(diào)整摻雜濃度來實現(xiàn)較低溫度系數(shù)，通過實驗表明N+摻雜比P+摻雜 的多晶硅電阻的溫度系數(shù)系數(shù)更低。實施時，為了得到更低溫度系數(shù)，可以增加一道光刻來 專門調(diào)整摻雜N+的濃度，來實現(xiàn)最佳效果。
[0103] 實施例七、
[0104] 圖7示出了本申請實施例七中多電芯溫度檢測方法實施的流程示意圖，如圖所示， 所述多電芯溫度檢測方法可以包括如下步驟：
[0105] 步驟701、利用電壓調(diào)節(jié)器將多節(jié)串聯(lián)電芯的電池電壓調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)內(nèi)部電壓LVDD:
[0106] 步驟702、利用第一組電阻和第二組電阻對所述預(yù)設(shè)內(nèi)部電壓LVDD進(jìn)行分壓;所述 第一組電阻包括集成電阻和多個并聯(lián)的溫敏電阻；
[0107] 步驟703、所述多個并聯(lián)的溫敏電阻通過開關(guān)分時復(fù)用所述集成電阻形成溫度檢 測點(diǎn)電壓;所述第二組電阻包括多個串聯(lián)電阻，所述多個串聯(lián)電阻產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓；
[0108] 步驟704、比較器通過分時比較所述溫度檢測點(diǎn)電壓與所述內(nèi)部參考電壓的大小， 檢測多節(jié)電芯的溫度。
[0109] 本申請實施例所提供的多電芯溫度檢測方法，由于利用電壓調(diào)節(jié)器根據(jù)電池電壓 產(chǎn)生一個內(nèi)部電壓LVDD，將電源驅(qū)動內(nèi)置從而減少了每個電芯所需的電源驅(qū)動管腳數(shù)量， 而且由兩組電阻對所述內(nèi)部電壓LVDD分壓，一組由多個并聯(lián)溫敏電阻分時復(fù)用集成電阻形 成溫度檢測點(diǎn)電壓，另一組由串聯(lián)電阻產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個電芯提供外置輸入 參考電壓管腳；由于所需芯片外部元件只有溫敏電阻，所需芯片外部元件數(shù)量較少。
[0110]因此，采用本申請實施例所提供的多電芯溫度檢測方法，占用較少的芯片管腳以 及只需較少的芯片外部元件，即可實現(xiàn)多電芯溫度檢測的目的。
[0111]實施例八、
[0112] 圖8示出了本申請實施例八中多電芯溫度保護(hù)方法實施的流程示意圖，如圖所示， 所述多電芯溫度保護(hù)方法可以包括如下步驟：
[0113] 步驟801、利用電壓調(diào)節(jié)器將多節(jié)串聯(lián)電芯的電池電壓調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)內(nèi)部電壓LVDD:
[0114] 步驟802、利用第一組電阻和第二組電阻對所述預(yù)設(shè)內(nèi)部電壓LVDD進(jìn)行分壓;所述 第一組電阻包括集成電阻和多個并聯(lián)的溫敏電阻；
[0115] 步驟803、所述多個并聯(lián)的溫敏電阻通過開關(guān)分時復(fù)用所述集成電阻形成溫度檢 測點(diǎn)電壓;所述第二組電阻包括多個串聯(lián)電阻，所述多個串聯(lián)電阻產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓；
[0116] 步驟804、比較器通過分時比較所述溫度檢測點(diǎn)電壓與所述內(nèi)部參考電壓的大小， 檢測多節(jié)電芯的溫度；
[0117] 步驟805、邏輯控制器件根據(jù)所述比較器的檢測結(jié)果輸出異常控制信號至開關(guān)保 護(hù)電路；
[0118] 步驟806、所述開關(guān)保護(hù)電路的充電保護(hù)控制端在收到異常充電控制信號時，斷開 充電回路，所述開關(guān)保護(hù)電路的放電保護(hù)控制端在收到異常放電控制信號時，斷開放電回 路。
[0119] 本申請實施例所提供的多電芯溫度保護(hù)方法，由于利用電壓調(diào)節(jié)器根據(jù)電池電壓 產(chǎn)生一個內(nèi)部電壓LVDD，將電源驅(qū)動內(nèi)置從而減少了每個電芯所需的電源驅(qū)動管腳數(shù)量， 而且由兩組電阻對所述內(nèi)部電壓LVDD分壓，一組由多個并聯(lián)溫敏電阻分時復(fù)用集成電阻形 成溫度檢測點(diǎn)電壓，另一組由串聯(lián)電阻產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，無需為每個電芯提供外置輸入 參考電壓管腳；由于所需芯片外部元件只有溫敏電阻，所需芯片外部元件數(shù)量較少。
[0120]因此，采用本申請實施例所提供的多電芯溫度保護(hù)方法，占用較少的芯片管腳以 及只需較少的芯片外部元件，即可實現(xiàn)多電芯溫度保護(hù)的目的。
[0121]盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng) 造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括 優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。
【主權(quán)項】
1. 一種溫度檢測電路，其特征在于，包括:溫度采集電路和集成芯片，所述集成芯片包 括開關(guān)控制電路、電源提供電路、第一分壓電路、第二分壓電路和比較電路，所述溫度采集 電路用于對待測電芯進(jìn)行溫度采樣，所述溫度采集電路的第二端經(jīng)所述開關(guān)控制電路與第 一分壓電路的第一端連接，所述第一分壓電路的第二端和所述第二分壓電路的第一端均與 所述電源提供電路的第一端相連，所述第二分壓電路的第二端輸出內(nèi)部參考電壓與所述比 較電路相連，所述開關(guān)控制電路與第一分壓電路相連的一端作為溫度檢測端與所述比較電 路連接。2. 如權(quán)利要求1所述的溫度檢測電路，其特征在于，所述溫度采集電路包括用于檢測待 測電芯溫度的多個溫敏電阻RNi-RNn，所述開關(guān)控制電路包括多個受時鐘信號控制的開關(guān) &~!("，所述第一分壓電路包括集成電阻，每個溫敏電阻的第一端和接地端相連，每個溫敏 電阻的第二端作為溫度采集電路的第二端和與其相對應(yīng)的開關(guān)的第一端相連，多個開關(guān)h ~Kn的第二端相連并作為溫度檢測端TSEN與所述集成電阻的第一端相連，所述集成電阻的 第一端為所述第一分壓電路的第一端。3. 如權(quán)利要求2所述的溫度檢測電路，其特征在于，所述集成芯片進(jìn)一步包括:振蕩器 OSC，每個受時鐘信號控制的開關(guān)具體為受所述振蕩器OSC產(chǎn)生的相應(yīng)的時鐘信號控制，所 述振蕩器OSC在預(yù)設(shè)周期內(nèi)循環(huán)控制所述多個時鐘信號中的一個時鐘信號處于第一電平， 在該第一電平時，對應(yīng)的開關(guān)導(dǎo)通。4. 如權(quán)利要求2所述的溫度檢測電路，其特征在于，所述第二分壓電路包括多個串聯(lián)電 阻，所述多個串聯(lián)電阻的第一個電阻的第一端作為所述第二分壓電路的第一端與所述電源 提供電路相連，所述比較電路包括多個并聯(lián)的比較器，所述溫度檢測端TSEN與所述比較器 的第一輸入端相連，除最后一個電阻之外每個串聯(lián)的電阻的第二端分別和與其對應(yīng)的比較 器的第二輸入端相連，所述最后一個電阻的第二端作為所述第二分壓電路的第二端與所述 溫度采集電路的第一端相連。5. 如權(quán)利要求1所述的溫度檢測電路，其特征在于，所述電源提供電路為電源和電壓調(diào) 節(jié)器LDO,所述電壓調(diào)節(jié)器的第一端作為電源提供電路的第一端與所述第一分壓電路的第 二端、所述第二分壓電路的第一端相連，所述電壓調(diào)節(jié)器LDO的第二端與所述電源相連，所 述電壓調(diào)節(jié)器LDO用于將所述電源的電壓調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)內(nèi)部電壓。6. 如權(quán)利要求5所述的溫度檢測電路，其特征在于，所述電源為待測電芯，所述電壓調(diào) 節(jié)器LDO的第二端與所述待測電芯的正極相連，所述待測電芯的負(fù)極與所述溫度采集電路 的第一端、所述第二分壓電路的第二端相連。7. 如權(quán)利要求2所述的溫度檢測電路，其特征在于，所述集成電阻具體采用Ν+摻雜的非 柵極多晶硅層為電阻材料，所述Ν+摻雜具體為經(jīng)光刻加工后的Ν+摻雜。8. -種溫度保護(hù)電路，其特征在于，包括如權(quán)利要求4所述的溫度檢測電路、開關(guān)保護(hù) 電路和位于所述集成芯片內(nèi)的邏輯控制器件，所述多個比較器的輸出端均與所述邏輯控制 器件相連，所述邏輯控制器件的輸出端與所述開關(guān)保護(hù)電路相連，所述開關(guān)保護(hù)電路與所 述溫度采集電路的第一端和所述第二分壓電路的第二端相連。9. 如權(quán)利要求8所述的溫度保護(hù)電路，其特征在于，所述開關(guān)保護(hù)電路具體包括第一 Ν 型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS晶體管和第二NMOS晶體管，所述第一 NMOS晶體管的柵極作為放電 保護(hù)控制端與所述邏輯控制器件的輸出端相連，所述第二匪0S晶體管的柵極作為充電保護(hù) 控制端與所述邏輯控制器件的輸出端相連，所述第一匪OS晶體管的漏極與所述第二NMOS晶 體管的漏極相連，所述第一匪0S晶體管的基極與源極相連并連接于所述溫度采集電路的另 一端和所述第二分壓電路的另一端，所述第二NM0S晶體管的基極與源極相連并連接于第二 外部連接端。10.-種溫度保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求8或9所述的溫度保護(hù)電路以及 多節(jié)串聯(lián)的電芯，其中，所述電源提供電路的第二端與多節(jié)串聯(lián)電芯的正極相連并連接于 第一外部連接端，所述溫度采集電路的第一端和所述第二分壓電路的第二端均與所述多節(jié) 串聯(lián)電芯的負(fù)極相連。
【文檔編號】H02J7/00GK205724852SQ201620330009
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】王釗
【申請人】無錫中感微電子股份有限公司