電壓檢測電路的制作方法
【專利說明】電壓檢測電路 【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種電路設計領域，尤其涉及電池保護芯片中的電壓檢測電路。 【【背景技術】】
[0002] 圖1為現有的電池保護系統的架構圖。所述電池保護系統100包括電池 Battery、電 池保護芯片和保護開關組合110。所述電池保護芯片對所述電池的充電、放電進行保護。BP+ 為電池的正輸出端，BP-為電池的負輸出端。所述電池保護芯片包括電源端VCC、接地端VSS、 放電保護控制端D0UT、充電保護控制端C0UT、電流檢測端VM。所述電池保護芯片需要對充電 電流和放電電流進行檢測，以免充電過流或放電過流。通過檢測電流檢測端VM的電壓來確 定是否充電過流或放電過流。以放電過流檢測為例，所述電池保護芯片需要檢測電流檢測 端VM的電壓接地端VSS的電壓的差值是否高于預定閾值VEDI，如果是，則表示放電過流，如 果否，則表示未放電過流。
[0003] 電池保護芯片(或稱電池保護電路）中存在電壓檢測電路進行過流檢測。由于過流 檢測需保證溫度系數，因此需要獨立的帶隙基準電壓產生電路和電壓比較器，存在較大的 輸入失調電壓，檢測精度大大降低。
[0004] 有必要提出一種新的方案來進行過流檢測，提高電流或電壓檢測精度。 【【實用新型內容】】
[0005] 本實用新型的目的之一在于提供一種電壓檢測電路，其可以提高電壓檢測精度。
[0006] 為實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供一種種電壓檢測 電路，其包括：自偏置電流源產生電路，其包括第一雙極型晶體管和第一電阻，基于第一雙 極型晶體管的基極-發射極電壓和第一電阻產生偏置電流，并基于該偏置電流產生偏置電 壓;第二電路部分，其包括:第四晶體管、第五晶體管、第二雙極型晶體管、第三雙極型晶體 管、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關和 第六開關，第四晶體管的柵極連接所述偏置電壓，其源極接輸入電壓，其漏極與第二雙極型 晶體管和第三雙極型晶體管的基極共同連接至第二節點，第二電阻和第三開關并連于第二 節點和第一節點之間，第五晶體管的漏極連接至第一節點，其源極與接地端相連，其柵極通 過第二開關與檢測電壓VM相連，第一開關連接于第五晶體管的柵極和接地端之間；第二雙 極型晶體管和第三雙極型晶體管的集電極連接至輸入電壓，第二雙極型晶體管的發射極通 過第四開關連接至第三節點，第三雙極型晶體管的發射極通過第五開關連接至第三節點， 第三電阻和第四電阻串聯于第三節點和接地端之間，第六開關與第四電阻并聯;第三電路 部分，其包括:運算放大器、第七開關和第一電容，運算放大器的第一輸入端與第三節點相 連，第二輸入端通過第一電容與接地端相連，第二輸入端通過第七開關與其輸出端相連。
[0007] 進一步的，在第一時段時，第一開關、第四開關、第七開關導通，第二開關、第三開 關、第五開關截止，在第二時段時，第一開關、第四開關、第七開關截止，第二開關、第三開 關、第五開關導通，第一時段和第二時段不斷的交替。
[0008] 進一步的，第六開關在第一時段導通且第二時段截止，或者第六開關在第二時段 導通且第一時段截止。
[0009] 進一步的，所述自偏置電流源產生電路還包括:第一晶體管、第二晶體管、第三晶 體管，第二晶體管和第三晶體管的源極與輸入電壓相連，第二晶體管的柵極與第三晶體管 的柵極、第二晶體管的漏極、第一晶體管的源極相連，第一晶體管的柵極與第三晶體管的漏 極、第一雙極型晶體管的集電極相連，第一雙極型晶體管的基極與第一晶體管的漏極、第一 電阻的一端相連，第一雙極型晶體管的發射極與接地端相連，第一電阻的另一端與接地端 相連，第二晶體管的柵極作為所述自偏置電流源產生電路的輸出端與第四晶體管的柵極相 連。
[0010] 進一步的，選擇合適的第五晶體管使得在第一時段時第五晶體管的柵源電壓約等 于在第二時段時第五晶體管的柵源電壓。
[0011 ]進一步的，第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管為PMOS晶體管，第五 晶體管為NMOS晶體管，第一雙極型晶體管、第二雙極型晶體管和第三雙極型晶體管為NPN雙 極型晶體管。
[0012] 與現有技術相比，本實用新型中將帶隙基準電路、輸入失調補償電路、電壓比較電 路融合在一起，從而可以提高電壓檢測精度，進而提高電流檢測精度。 【【附圖說明】】
[0013] 為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其它的附圖。其中：
[0014] 圖1為現有的電池保護系統的架構圖；
[0015] 圖2為本實用新型中的電壓檢測電路在一個實施例中的電路示意圖。 【【具體實施方式】】
[0016] 本實用新型的詳細描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來 直接或間接地模擬本實用新型技術方案的運作。為透徹的理解本實用新型，在接下來的描 述中陳述了很多特定細節。而在沒有這些特定細節時，本實用新型則可能仍可實現。所屬領 域內的技術人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領域內的其他技術人員有效的介紹他 們的工作本質。換句話說，為避免混淆本實用新型的目的，由于熟知的方法和程序已經容易 理解，因此它們并未被詳細描述。
[0017] 此處所稱的"一個實施例"或"實施例"是指可包含于本實用新型至少一個實現方 式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的"在一個實施例中"并非均指 同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。
[0018] 圖2為本實用新型中的電壓檢測電路200在一個實施例中的電路示意圖。該電壓檢 測電路200可以通過檢測電流檢測端VM的電壓來確定是否放電或充電過流。
[0019] 所述電壓檢測電路200包括自偏置電流源產生電路210、第二電路部分220和第三 部分電路230。
[0020]所述自偏置電流源產生電路210包括第一雙極型晶體管Ql、第一電阻RU第一晶體 管Ml、第二晶體管M2、第三晶體管M3。
[0021 ]第二晶體管M2和第三晶體管M3的源極與輸入電壓VCC相連，第二晶體管M2的柵極 與第三晶體管M3的柵極、第二晶體管M2的漏極、第一晶體管Ml的源極相連。第一晶體管Ml的 柵極與第三晶體管M3的漏極、第一雙極型晶體管Ql的集電極相連。第一雙極型晶體管Ql的 基極與第一晶體管Ml的漏極、第一電阻Rl的一端相連。第一雙極型晶體管Ql的發射極與接 地端VSS相連，第一電阻Rl的另一端與接地端相連。第二晶體管M2的柵極作為所述自偏置電 流源產生電路210的輸出端。
[0022]所述自偏置電流源產生電路210產生偏置電流Ibias，具體為：
[0024]其中，VBEl為第一雙極型晶體管Ql的基極-發射極電壓，Rl為第一電阻Rl的電阻。 [0025]第二晶體管M2、第三晶體管M3形成電流鏡。
[0026]第二電路部分220包括:第四晶體管M4、第五晶體管M5、第二雙極型晶體管Q2、第三 雙極型晶體管Q3、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一開關S1、第二開關S2、第三開 關S3、第四開關S4、第五開關S5和第六開關S6。
[0027]第四晶體管M4的柵極與所述自偏置電流源產生電路210的輸出端相連，其源極接 輸入電壓VCC，其漏極與第二雙極型晶體管Q2和第三雙極型晶體管Q3的基極共同連接至第 二節點1。其中第四晶體管M4與第二晶體管M2形成電流鏡，其上復制所述偏置電流。第二電 阻R2和第三開關S3并連于第二節點1和第一節點0之間，第五晶體管M5的漏極連接至第一節 點〇，其源極與接地端VSS相連，其柵極通過第二開關S2與檢測電壓VM相連，第一開關Sl連接 于第五晶體管M5的柵極和接地端VSS之間；第二雙極型晶體管Q2和第三雙極型