否有過(guò)度充放電的情形，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)CO、DO以開(kāi)啟/關(guān)閉晶體管107、108，由于核心電路220的細(xì)節(jié)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故細(xì)節(jié)在此不予贅述。
[0037]在本實(shí)施例中，電壓箝制電路210以高壓元件來(lái)實(shí)作，而核心電路220則是完全以低壓元件來(lái)實(shí)作。
[0038]請(qǐng)參考圖3，圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓箝制電路210的示意圖。如圖3所示，電壓箝制電路210包含兩個(gè)晶體管M1、M2、一電流源I1、兩個(gè)電阻R1、R2，其中晶體管Ml、M2的連接方式如圖3所示。在電壓箝制電路210的操作上，當(dāng)系統(tǒng)接地電壓VSS為OV時(shí)，圖示的電壓Vl會(huì)很接近電池電壓VBAT，而晶體管Ml的柵極源極間電壓約等于電池電壓VBAT,因此，晶體管Ml為開(kāi)啟狀態(tài),而晶體管M2為關(guān)閉狀態(tài)，因此圖示的電壓V2會(huì)等于系統(tǒng)接地電壓VSS。另外，在實(shí)際的操作時(shí)，系統(tǒng)接地電壓VSS是接近0V，但并非是真的等于0V,故核心電路220會(huì)由電壓箝制電路210接收實(shí)質(zhì)上等于系統(tǒng)接地電壓VSS的電壓V2，供其內(nèi)部的電路參考操作。
[0039]另一方面，當(dāng)保護(hù)電路130因?yàn)殡姵?02有過(guò)度充放電的問(wèn)題而關(guān)閉晶體管107、108、充電電路110與穩(wěn)壓電路120，而造成系統(tǒng)接地電壓VSS的電平逐漸被拉低時(shí)，電壓箝制電路210會(huì)參考電池接地電壓GND，以提供一接近電池接地電壓GND的電平至核心電路220。參考圖3，假設(shè)當(dāng)系統(tǒng)接地電壓VSS由OV被拉低到(-1V)時(shí)，晶體管M2會(huì)開(kāi)啟而使得電壓Vl會(huì)等于(-1V)，造成晶體管Ml的柵極源極間電壓約等于OV而導(dǎo)致晶體管Ml關(guān)閉。此時(shí)，圖示的電壓V2約會(huì)等于電池接地電壓GND。
[0040]圖4所示為電壓箝制電路210中系統(tǒng)接地電壓VSS與電壓V2的模擬示意圖。如圖4所示，當(dāng)系統(tǒng)接地電壓VSS持續(xù)下降時(shí)，電壓V2會(huì)被箝制在一預(yù)定電壓值，因此，可以避免核心電路220中的元件受到高壓的損害。
[0041]此外，在保護(hù)電路130中，由于會(huì)使用到兩個(gè)接地電壓，因此，為了隔絕這兩個(gè)接地電壓，在制程上會(huì)使用深層N型井(de印N well)來(lái)實(shí)作，亦即深層N型井之外的P型基板會(huì)連接到系統(tǒng)接地電壓VSS，而深層N型井內(nèi)的P型井則用來(lái)連接到電池接地電壓GND。舉例來(lái)說(shuō)，核心電路120可以制作于深層N型井中，而電壓箝制電路210以高壓元件制作于該深層N型井以外的區(qū)域。參考圖5，圖5為保護(hù)電路130中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖5所示，其主要包含兩個(gè)區(qū)域，其中區(qū)域510是低壓元件區(qū)域，用以制作核心電路220中的晶體管元件；而區(qū)域520是高壓元件區(qū)域，用以制作電壓箝制電路210中的晶體管元件。在區(qū)域510中，低壓元件是制作于深層N型井中，亦即低壓元件中的N型晶體管會(huì)制作于圖示的P型井中，而低壓元件中的P型晶體管會(huì)制作于圖示的N型井中。另外，P型基板是連接到系統(tǒng)接地電壓VSS，深層N型井則連接到電池電壓VBAT與電池接地電壓GND。
[0042]簡(jiǎn)要?dú)w納本發(fā)明，在本發(fā)明的用來(lái)對(duì)電池進(jìn)行充放電的芯片中，整合了充電電路、穩(wěn)壓電路以及保護(hù)電路三種功能性電路，且此芯片會(huì)具有兩個(gè)接地電壓(系統(tǒng)接地電壓及電池接地電壓)，因此芯片中會(huì)使用深層N型井來(lái)實(shí)作元件以隔絕這兩個(gè)接地電壓。另外，本發(fā)明的保護(hù)電路中具有一電壓箝制電路，其用以提供接近電池接地電壓GND的電平至核心電路，以使得保護(hù)電路中的核心元件可以使用低壓元件來(lái)實(shí)作，且不會(huì)造成核心元件損壞。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用來(lái)對(duì)一電池進(jìn)行充放電的芯片，包含有: 一工作電壓接點(diǎn)、一電池電壓接點(diǎn)、一系統(tǒng)接地接點(diǎn)以及一電池接地接點(diǎn)； 一充電電路，耦接于該工作電壓接點(diǎn)與該電池電壓接點(diǎn)之間，用來(lái)接收來(lái)自該工作電壓接點(diǎn)的一工作電壓以產(chǎn)生一充電電壓至該電池電壓接點(diǎn)；以及 一保護(hù)電路，耦接于該電池電壓接點(diǎn)、該系統(tǒng)接地接點(diǎn)以及該電池接地接點(diǎn)之間，其中該保護(hù)電路用來(lái)保護(hù)該電池免于過(guò)度充放電的傷害，且包含有: 一電壓箝制電路，連接于該系統(tǒng)接地接點(diǎn)，用以在該系統(tǒng)接地接點(diǎn)上的一系統(tǒng)接地電壓低于該電池接地接點(diǎn)上的一電池接地電壓時(shí)，提供一受箝制的輸出電壓。2.如權(quán)利要求1所述的芯片，還包含有: 一穩(wěn)壓電路，耦接于該電池電壓接點(diǎn)，用以產(chǎn)生一電壓至一負(fù)載。3.如權(quán)利要求1所述的芯片，其中該保護(hù)電路還包含一核心電路，其中該核心電路制作于一深層N型井(deep N well)中，而該電壓箝制電路系以高壓元件制作于該深層N型井以外的區(qū)域。4.如權(quán)利要求3所述的芯片，其中當(dāng)該芯片對(duì)該電池進(jìn)行正常充放電時(shí)，該核心電路接收該系統(tǒng)接地電壓；以及當(dāng)該芯片對(duì)該電池進(jìn)行異常充放電時(shí)，該核心電路接收該受箝制的輸出電壓而非該系統(tǒng)接地電壓，其中該受箝制的輸出電壓實(shí)質(zhì)接近該電池接地電壓的電平。5.如權(quán)利要求4所述的芯片，其中該電壓箝制電路包含有: 一第一晶體管，其中該第一晶體管的柵極耦接于該電池電壓接點(diǎn)、該第一晶體管的漏極耦接于該系統(tǒng)接地接點(diǎn)、以及該第一晶體管的源極耦接于該電池接地接點(diǎn)；以及 一第二晶體管，其中該第二晶體管的柵極耦接于該電池接地接點(diǎn)、該第二晶體管的漏極耦接于該電池電壓接點(diǎn)、以及該第二晶體管的源極耦接于該系統(tǒng)接地接點(diǎn)； 其中該核心電路連接于該第一晶體管的源極。6.一種用來(lái)保護(hù)一電池免于過(guò)度充放電傷害的保護(hù)電路，包含有: 一核心電路，其中該核心電路至少接收一電池電壓以及一電池接地電壓；以及一電壓箝制電路，耦接于該核心電路，其中該電壓箝制電路至少接收一系統(tǒng)接地電壓以及該電池接地電壓，并在該系統(tǒng)接地電壓低于該電池接地電壓時(shí)，提供一受箝制的輸出電壓至該核心電路。7.如權(quán)利要求6所述的保護(hù)電路，其中核心電路制作于一深層N型井(deepN well)中，而該電壓箝制電路以高壓元件制作于該深層N型井以外的區(qū)域。8.如權(quán)利要求6所述的保護(hù)電路，其中當(dāng)該芯片對(duì)該電池進(jìn)行正常充放電時(shí)，該核心電路接收該系統(tǒng)接地電壓；以及當(dāng)該芯片對(duì)該電池進(jìn)行異常充放電時(shí)，該核心電路接收該受箝制的輸出電壓而非該系統(tǒng)接地電壓，其中該受箝制的輸出電壓實(shí)質(zhì)接近該電池接地電壓的電平。9.如權(quán)利要求8所述的保護(hù)電路，其中該電壓箝制電路包含有: 一第一晶體管，其中該第一晶體管的柵極耦接于該電池電壓接點(diǎn)、該第一晶體管的漏極耦接于該系統(tǒng)接地接點(diǎn)、以及該第一晶體管的源極耦接于該電池接地接點(diǎn)；以及 一第二晶體管，其中該第二晶體管的柵極耦接于該電池接地接點(diǎn)、該第二晶體管的漏極耦接于該電池電壓接點(diǎn)、以及該第二晶體管的源極耦接于該系統(tǒng)接地接點(diǎn)；其中該核心電路連接于該第一晶體管的源極。
【專(zhuān)利摘要】一種對(duì)電池充放電的芯片及免于過(guò)度充放電傷害的保護(hù)電路。該芯片用來(lái)對(duì)一電池進(jìn)行充放電，包含有一工作電壓接點(diǎn)、一電池電壓接點(diǎn)、一系統(tǒng)接地接點(diǎn)、一電池接地接點(diǎn)、一充電電路及一保護(hù)電路，其中該保護(hù)電路包含一電壓箝制電路。該充電電路耦接于該工作電壓接點(diǎn)與該電池電壓接點(diǎn)之間，用來(lái)接收一工作電壓以產(chǎn)生一充電電壓至該電池電壓接點(diǎn)；該保護(hù)電路耦接于該電池電壓接點(diǎn)、該系統(tǒng)接地接點(diǎn)以及該電池接地接點(diǎn)之間，其中該保護(hù)電路用來(lái)保護(hù)該電池免于過(guò)度充放電的傷害；以及該電壓箝制電路用以在該系統(tǒng)接地接點(diǎn)上的系統(tǒng)接地電壓低于該電池接地接點(diǎn)上的電池接地電壓時(shí)，提供一受箝制的輸出電壓。
【IPC分類(lèi)】H02H9/04, H02J7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104901347
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410082744
【發(fā)明人】黃一洲
【申請(qǐng)人】晶豪科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2014年3月7日