专利名称：电流检测电路及电池过流保护控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电流检测电路及电池过流保护控制器，尤其涉及一种具有高精度及低温漂的电流检测电路及电池过流保护控制器。
背景技术：
请参见图1，图1为现有的电池过流保护控制器的电路示意图。电池过流保护控制器100包含一电压侦测单元110、一逻辑控制单元120以及一电流检测电路130。电压侦测单元110侦测一电池模组10的电压以产生一电压控制信号dd。电流检测电路130检测电池模组10所输出的电流以产生的一过流保护信号cc，以避免该电池模组10处在过放电状态。逻辑控制单元120接收电压控制信号dd及过流保护信号cc，以据此控制一充放电开关20导通或截止。电压侦测单元110耦接在电池模组10正端及其负端之间，在电池模组10的电压因过充而过高及因过放而过低时，输出电压控制信号dd至逻辑控制单元120， 使逻辑控制单元120控制充放电开关20截止以防止该电池模组10的电压过高/不足。电流检测电路130包含一参考电压产生单元ref及一比较单元132。参考电压产生单元ref 耦接在一第一共同电位vl及零电位(接地)之间，用以产生一参考电压。比较单元132耦接在第一共同电位vl及零电位之间，其中，第一共同电位vl为电池模组10正端而零电位为电池模组10负端。比较单元132在非反相端接收参考电压而在反相端接收电池模组10 的电流流经充放电开关20所产生的一电流侦测信号d1，以据此判断电流侦测信号dl是否大于参考电压，并在电流侦测信号dl的准位低于参考电压的准位时产生过流保护信号cc。 充放电开关20耦接在电池模组10正端及一负载正端11之间。当电池模组10处在一放电状态时，充放电开关20根据过流保护信号cc将维持导通，使得电池模组10的放电电流流经充放电开关20至负载正端11 ；而当电池模组10处在一过放电状态下，充放电开关20将根据过流保护信号cc将转为截止，使得电池模组10停止放电。然而，当电池过流保护控制器100的电池模组10为多颗串接的电池单元所构成， 使得第一共同电位vl变高。因此，比较单元132的耐压能力也需提高，使得比较单元132需使用高压元件，进而影响元件匹配精度及电路布局面积。此外，先前技术的参考电压产生单元ref所产生的参考电压亦会因温度变化的影响而造成参考电压的变化，而导致比较单元132判断不精确，甚至可能毁损电池模组10。
发明内容
鉴于先前技术中的参考电压易受温度的影响造成电流检测电路的不精确，且此电路若为多颗串接电池的电池模组情况，进而导致比较器需提升耐压能力。因此，本发明利用分压方式降低参考电压因温度变化所造成的电压漂移，使得电流检测电路有较佳的精度。 同时，比较器以参考电压做为驱动电压，如此即可以采用耐压低的元件代替耐压高的元件。为达上述目的，本发明提供了一种电流检测电路，包含一参考电压产生单元、一分压单元及一比较单元。其中，参考电压产生单元耦接在一第一共同电位及一第二共同电位之间，以产生一参考电压。分压单元的一端耦接第一共同电位及第二共同电位其中之一，以据此产生一分压信号。比较单元则耦接参考电压以接收操作所需的电力，并接收分压信号及代表一电流的大小的一电流侦测信号以据此判断该电流是否大于一预定电流，并在该电流大于预定电流时产生一过流保护信号。本发明也提供了一种电池过流保护控制器，包含一第一脚位、一第二脚位、一第三脚位及一电流检测电路。其中，第一脚位耦接一电流侦测电路的一端，第二脚位耦接一电池模组的正端，而第三脚位则耦接一电池模组的负端。电流检测电路根据代表流经电流侦测电路的一电流大小的一电流侦测信号，以检测电池模组是否超过一预定电流。其中电流检测电路包含一参考电压产生单元、一分压单元及一比较单元。参考电压产生单元耦接第二脚位及第三脚位，用以产生一参考电压。分压单元的一端耦接参考电压，以根据参考电压产生一分压信号。比较单元接收分压信号及电流侦测信号，用以在该电流超过一预定电流时产生一过流保护信号。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的权利要求。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图加以阐述。
图1为现有的电池过流保护控制器的电路示意图。图2为本发明的一较佳实施例的电流检测电路示意图。图3为本发明的一第一较佳实施例的电池过流保护控制器的电路示意图。图4为本发明的一第二较佳实施例的电池过流保护控制器的电路示意图。图5为本发明的一第三较佳实施例的电池过流保护控制器的电路示意图。主要元件符号说明电池模组10负载正端11充放电开关20电压控制信号dd过流保护信号cc参考电压产生单元ref第一共同电位vl电流侦测信号dl电流侦测电路30、40、50第一脚位301、401、501第二脚位302、402、502 第三脚位 303、403、503分压单元234、334、434、534电流侦测单元536参考电压产生单元ref电流信号bb分压信号d2参考电压v2电池单元celll、cell2、cell3电池电压侦测信号det1、det2第一阻抗rl第二阻抗r2比较单元 132、232、332、432、532电压侦测单元 110、310、410、510逻辑控制单元120、320、420、520电流检测电路 130、330、430、530电池过流保护控制器100、300、400、500
具体实施例方式请参考图2，图2为本发明的一较佳实施例的电流检测电路示意图。电流检测电路根据一电流侦测信号dl，以检测电流侦测信号dl所代表的一电流，其大小是否有超过一预定电流值。电流检测电路包含一参考电压产生单元ref、一比较单元232及一分压单元 234。参考电压产生单元ref耦接在一第一共同电位vl及一第二共同电位接地(在此实施例为零电位)之间以产生一参考电压v2。分压单元234 —端耦接第一共同电位vi，而另一端耦接参考电压v2以据此产生一分压信号d2。分压单元234包含串联的一第一阻抗rl及一第二阻抗r2，将参考电压v2分压以降低参考电压v2因温度变化所造成的电压漂移量。 在此，本发明的一较佳情况为第一阻抗rl的阻抗小于该第二阻抗r2的阻抗，使得分压单元 234的分压比较小而得到更小的电压漂移量。比较单元232耦接在第一共同电位vl及该参考电压v2之间以接收操作所需的电力。比较单元232的反相端接收电流侦测信号dl而非反相端接收分压信号d2，以据此判断电流侦测信号dl是否小于分压信号d2，并在电流侦测信号dl小于分压信号d2时产生一电流信号bb。接着，请参考图3，图3为本发明的一第一较佳实施例的电池过流保护控制器的电路示意图。电池过流保护控制器300利用图2所示的电流检测电路来判断一电池模组10 在放电状态下所输出的电流是否超过一预定电流。电池过流保护控制器300包含一电压侦测单元310、一逻辑控制单元320以及一电流检测电路330。电压侦测单元310侦测电池模组10的电压以产生一电压控制信号dd。一电流侦测电路30耦接电池模组10的正端，并根据流经的电流大小产生一电流侦测信号d1。电流检测电路330透过一第一脚位301接收电流侦测信号d1，以据此判断是否产生一过流保护信号cc。逻辑控制单元320接收电压控制信号dd及过流保护信号cc，以据此控制一充放电开关导通或截止。在本实施例，充放电开关即为电流侦测电路30。电流检测电路330包含一参考电压产生单元ref、一分压单元334及一比较单元 332。其中，参考电压产生单元ref耦接一第二脚位302及一第三脚位303之间以产生一参考电压v2。第二脚位302耦接电池模组10的正端及第三脚位303耦接电池模组10的负端。分压单元334的一端耦接第二脚位302，另一端耦接该参考电压v2，以根据参考电压v2 产生一分压信号d2。分压单元334包含串联的一第一阻抗rl及一第二阻抗r2，将参考电压v2分压以降低参考电压v2因温度变化所造成的电压漂移量。在此，本发明的一较佳情况为第一阻抗rl的阻抗小于该第二阻抗r2的阻抗，使得分压单元334的分压比较小而得到更小的电压漂移量。比较单元332的非反相端接收分压信号d2及反相端接收电流侦测信号d1，在电流侦测信号dl的准位低于分压信号d2的准位时，产生过流保护信号cc。也就是说，当流经电流侦测电路30的电流超过一预定电流，使电流侦测电路30的跨压大于一电压值而使电流侦测信号dl的准位低于分压信号d2的准位时，比较单元332将产生过流保护信号cc。此时，逻辑控制单元320控制充放电开关(即电流侦测电路30)截止，使电池模组10停止继续放电，以避免电池模组10因过流而损坏。电压侦测单元310耦接在第二脚位302及第三脚位303之间，以侦测电池模组10 的电压是否不足。在电池模组10的电压低于一第一预定电压值时(例如电池模组10处在过放状态)，电压侦测单元310输出电压控制信号dd至逻辑控制单元320。此时，逻辑控制单元320控制充放电开关截止，使电池模组10停止继续放电，以避免电池模组10损坏。接着，请参考图4，图4为本发明的一第二较佳实施例的电池过流保护控制器的电路示意图。电池过流保护控制器400利用图2所示的电流检测电路来判断一电池模组10 在放电状态下所输出的电流是否超过一预定电流。电池过流保护控制器400包含一电压侦测单元410、一逻辑控制单元420以及一电流检测电路430。相较于图3所示的一第一较佳实施例，本实施例的电池模组10包含串联的多个电池单元celll、cel 12和cel 13，电压侦测单元410根据电池单元celll及cell2之间的电池电压侦测信号detl及电池单元cel 12 及cell3之间的电池电压侦测信号det2以产生电压控制信号dd。一电流侦测电路40耦接在电池模组10的负端及一第一脚位401之间，并根据流经充放电开关20的电流大小产生一电流侦测信号d1。在本实施例中，电流侦测电路40为一电阻。电流检测电路430透过第一脚位401接收电流侦测信号d1，以据此判断是否产生一过流保护信号cc。逻辑控制单元 420接收电压控制信号dd及过流保护信号cc，以据此控制一充放电开关导通或截止。电流检测电路430包含一参考电压产生单元ref、一分压单元434及一比较单元 432。其中，参考电压产生单元ref耦接一第二脚位402及一第三脚位403之间以产生一参考电压v2。第二脚位402耦接电池模组10的正端及第三脚位403耦接电池模组10的负端。分压单元434的一端耦接第三脚位403，另一端耦接该参考电压v2，以根据参考电压v2 产生一分压信号d2。分压单元434包含串联的一第一阻抗rl及一第二阻抗r2，将参考电压v2分压以降低参考电压v2因温度变化所造成的电压漂移量。在此，本发明的一较佳情况为第一阻抗rl之阻抗小于该第二阻抗r2的阻抗，使得分压单元434的分压比较小而得到更小的电压漂移量。比较单元432的反相端接收分压信号d2及非反相端接收电流侦测信号d1，在电流侦测信号dl的准位高于分压信号d2的准位时，产生过流保护信号cc。也就是说，当流经电流侦测电路40的电流超过一预定电流，使电流侦测电路40的跨压大于电流侦测信号dl时，比较单元432将产生过流保护信号cc。此时，逻辑控制单元420控制充放电开关截止，使电池模组10停止继续放电，以避免电池模组10因过流而损坏。电压侦测单元410耦接在第二脚位402及第三脚位403之间，以侦测电池模组10 的电池单元celll、cell2和cell3的电压是否不足。在电池单元celll、cell2和cell3的任一电压低于一第一预定电压值时(例如此电压过低的电池单元处在过放状态)，电压侦测单元410输出电压控制信号dd至逻辑控制单元420。此时，逻辑控制单元420控制充放电开关截止，使电池模组10停止继续放电，以避免此电压过低的电池单元损坏。接着，请参考图5，图5为本发明的一第三较佳实施例的电池过流保护控制器的电路示意图。相较于图3所示的第一较佳实施例，电池过流保护控制器500利用图2所示的电流检测电路来判断一电池模组10在充电状态下充电电流是否超过一预定电流。电池过流保护控制器500包含一电压侦测单元510、一逻辑控制单元520以及一电流检测电路530。 电压侦测单元510侦测电池模组10的电压以产生一电压控制信号dd。一电流侦测电路50 耦接电池模组10且一电流侦测单元536在非反相端透过一第一脚位501接收电流侦测电路50的高电位端，而在反相端透过一第二脚位502接收电流侦测电路50的低电位端(即电池模组10的正端)，以根据第一脚位501及第二脚位的电位差产生一电流侦测信号d1。接着，电流检测电路530接收电流侦测信号d1，以据此判断是否产生一过流保护信号cc。逻辑控制单元520接收电压控制信号dd及过流保护信号cc，以据此控制一充放电开关导通或
6截止。在本实施例，充放电开关即为电流侦测电路50。电流检测电路530包含一参考电压产生单元ref、一分压单元534及一比较单元 532。其中，参考电压产生单元ref耦接一第二脚位502及一第三脚位503之间以产生一参考电压v2。第二脚位502耦接电池模组10的正端及第三脚位503耦接电池模组10的负端。分压单元534的一端耦接第三脚位503，另一端耦接该参考电压v2，以根据参考电压v2 产生一分压信号d2。分压单元534包含串联的一第一阻抗rl及一第二阻抗r2，将参考电压v2分压以降低参考电压v2因温度变化所造成的电压漂移量。在此，本发明的一较佳情况为第一阻抗rl的阻抗小于该第二阻抗r2的阻抗，使得分压单元534的分压比较小而得到更小的电压漂移量。比较单元532的反相端接收分压信号d2及非反相端接收电流侦测信号d1，在电流侦测信号dl的准位高于分压信号d2的准位时，产生过流保护信号cc。也就是说，当流经电流侦测电路50的电流超过一预定电流，使电流侦测电路50的跨压大于一电压值而使电流侦测信号dl的准位高于分压信号d2的准位时，比较单元532将产生过流保护信号cc。此时，逻辑控制单元520控制充放电开关(即电流侦测电路50)截止，使电池模组10停止继续充电，以避免电池模组10因充电电流过大而损坏。电压侦测单元510耦接在第二脚位502及第三脚位503之间，以侦测电池模组10 的电压是否过压。在电池模组10的电压高于一第二预定电压值时(例如电池模组10处在过充状态)，电压侦测单元510输出电压控制信号dd至逻辑控制单元520。此时，逻辑控制单元520控制充放电开关截止，使电池模组10停止继续充电，以避免电池模组10损坏。如上所述，本发明完全符合专利三要件新颖性、创造性性和实用性。本发明在上文中已以较佳实施例揭示，但所属本领域的技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效额变化与置换， 均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以所附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种电流检测电路，包含一参考电压产生单元，耦接在一第一共同电位及一第二共同电位之间，用以产生一参考电压；一分压单元，一端耦接所述第一共同电位及所述第二共同电位其中之一，以据此产生一分压信号；以及一比较单元，耦接所述参考电压以接收操作所需的电力，并接收所述分压信号及代表一电流的大小的一电流侦测信号以据此判断所述电流是否大于一预定电流，在所述电流大于所述预定电流时产生一过流保护信号。
2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其中所述第一共同电位为一电池模组正端或负端其中之一。
3.根据权利要求2所述的电流检测电路，其中所述第一共同电位耦接一充放电开关， 并在所述充放电开关的输出端产生所述电流侦测信号。
4.根据权利要求1所述的电流检测电路，其中所述分压单元包含串联的一第一阻抗及一第二阻抗。
5.根据权利要求1所述的电流检测电路，其中所述分压单元还耦接所述参考电压，以根据所述参考电压产生所述分压信号。
6.根据权利要求1所述的电流检测电路，其中所述分压单元的另一端接收所述参考电压，以根据所述第一共同电位及所述第二共同电位其中之一与所述参考电压产生所述分压信号。
7.一种电池过流保护控制器，包含 一第一脚位，耦接一电流侦测电路的一端； 一第二脚位，耦接一电池模组的正端；一第三脚位，耦接所述电池模组的负端；以及一电流检测电路，根据代表流经所述电流侦测电路的一电流大小的一电流侦测信号， 以检测所述电池模组是否超过一预定电流，其中所述电流检测电路包含一参考电压产生单元，耦接所述第二脚位及所述第三脚位，用以产生一参考电压； 一分压单元，一端耦接所述参考电压，以根据所述参考电压产生一分压信号；以及一比较单元，接收所述分压信号及所述电流侦测信号，用以在所述电流超过所述预定电流时产生一过流保护信号。
8.根据权利要求7所述的电池过流保护控制器，其中所述电流侦测电路为一充放电开关，耦接所述电池模组的正端或负端。
9.根据权利要求8所述的电池过流保护控制器，还包含一逻辑控制单元，接收所述过流保护信号时，截止所述充放电开关。
10.根据权利要求7所述的电池过流保护控制器，其中所述比较单元耦接所述参考电压以接收操作所需的电力。
11.根据权利要求7所述的电池过流保护控制器，其中所述分压单元包含串联的一第一阻抗及一第二阻抗且所述第一阻抗的阻抗值小于所述第二阻抗的阻抗值。
全文摘要
本发明提供了一种电流检测电路及电池过流保护控制器，该电池过流保护控制器包含一第一脚位、一第二脚位、一第三脚位以及一电流检测电路。第一脚位耦接电流侦测电路的一端，第二脚位耦接在一电池模组的正端，而第三脚位耦接电池模组的负端。电流检测电路则根据代表流经该电流侦测电路的一电流大小的一电流侦测信号，以检测电池模组是否超过一预定电流。其中，电流检测电路包含一参考电压产生单元、一分压单元分及一比较单元。参考电压产生单元耦接第二脚位及第三脚位，用以产生一参考电压；分压单元之一端耦接参考电压，以根据参考电压产生一分压信号；比较单元则接收分压信号及电流侦测信号，用以在电流超过该预定电流时产生一过流保护信号。
文档编号g01r19/165gk102455381sq20101053035
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者徐献松, 李立民, 杨洋 申请人:登丰微电子股份有限公司