專利名稱：電流檢測電路及電池過流保護控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電流檢測電路及電池過流保護控制器，尤其涉及一種具有高精度及低溫漂的電流檢測電路及電池過流保護控制器。
背景技術：
請參見圖1，圖1為現有的電池過流保護控制器的電路示意圖。電池過流保護控制器100包含一電壓偵測單元110、一邏輯控制單元120以及一電流檢測電路130。電壓偵測單元110偵測一電池模組10的電壓以產生一電壓控制信號DD。電流檢測電路130檢測電池模組10所輸出的電流以產生的一過流保護信號CC，以避免該電池模組10處在過放電狀態(tài)。邏輯控制單元120接收電壓控制信號DD及過流保護信號CC，以據此控制一充放電開關20導通或截止。電壓偵測單元110耦接在電池模組10正端及其負端之間，在電池模組10的電壓因過充而過高及因過放而過低時，輸出電壓控制信號DD至邏輯控制單元120， 使邏輯控制單元120控制充放電開關20截止以防止該電池模組10的電壓過高/不足。電流檢測電路130包含一參考電壓產生單元REF及一比較單元132。參考電壓產生單元REF 耦接在一第一共同電位Vl及零電位(接地)之間，用以產生一參考電壓。比較單元132耦接在第一共同電位Vl及零電位之間，其中，第一共同電位Vl為電池模組10正端而零電位為電池模組10負端。比較單元132在非反相端接收參考電壓而在反相端接收電池模組10 的電流流經充放電開關20所產生的一電流偵測信號D1，以據此判斷電流偵測信號Dl是否大于參考電壓，并在電流偵測信號Dl的準位低于參考電壓的準位時產生過流保護信號CC。 充放電開關20耦接在電池模組10正端及一負載正端11之間。當電池模組10處在一放電狀態(tài)時，充放電開關20根據過流保護信號CC將維持導通，使得電池模組10的放電電流流經充放電開關20至負載正端11 ；而當電池模組10處在一過放電狀態(tài)下，充放電開關20將根據過流保護信號CC將轉為截止，使得電池模組10停止放電。然而，當電池過流保護控制器100的電池模組10為多顆串接的電池單元所構成， 使得第一共同電位Vl變高。因此，比較單元132的耐壓能力也需提高，使得比較單元132需使用高壓元件，進而影響元件匹配精度及電路布局面積。此外，先前技術的參考電壓產生單元REF所產生的參考電壓亦會因溫度變化的影響而造成參考電壓的變化，而導致比較單元132判斷不精確，甚至可能毀損電池模組10。

發(fā)明內容
鑒于先前技術中的參考電壓易受溫度的影響造成電流檢測電路的不精確，且此電路若為多顆串接電池的電池模組情況，進而導致比較器需提升耐壓能力。因此，本發(fā)明利用分壓方式降低參考電壓因溫度變化所造成的電壓漂移，使得電流檢測電路有較佳的精度。 同時，比較器以參考電壓做為驅動電壓，如此即可以采用耐壓低的元件代替耐壓高的元件。為達上述目的，本發(fā)明提供了一種電流檢測電路，包含一參考電壓產生單元、一分壓單元及一比較單元。其中，參考電壓產生單元耦接在一第一共同電位及一第二共同電位之間，以產生一參考電壓。分壓單元的一端耦接第一共同電位及第二共同電位其中之一，以據此產生一分壓信號。比較單元則耦接參考電壓以接收操作所需的電力，并接收分壓信號及代表一電流的大小的一電流偵測信號以據此判斷該電流是否大于一預定電流，并在該電流大于預定電流時產生一過流保護信號。本發(fā)明也提供了一種電池過流保護控制器，包含一第一腳位、一第二腳位、一第三腳位及一電流檢測電路。其中，第一腳位耦接一電流偵測電路的一端，第二腳位耦接一電池模組的正端，而第三腳位則耦接一電池模組的負端。電流檢測電路根據代表流經電流偵測電路的一電流大小的一電流偵測信號，以檢測電池模組是否超過一預定電流。其中電流檢測電路包含一參考電壓產生單元、一分壓單元及一比較單元。參考電壓產生單元耦接第二腳位及第三腳位，用以產生一參考電壓。分壓單元的一端耦接參考電壓，以根據參考電壓產生一分壓信號。比較單元接收分壓信號及電流偵測信號，用以在該電流超過一預定電流時產生一過流保護信號。以上的概述與接下來的詳細說明皆為示范性質，是為了進一步說明本發(fā)明的權利要求。而有關本發(fā)明的其他目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與附圖加以闡述。


圖1為現有的電池過流保護控制器的電路示意圖。圖2為本發(fā)明的一較佳實施例的電流檢測電路示意圖。圖3為本發(fā)明的一第一較佳實施例的電池過流保護控制器的電路示意圖。圖4為本發(fā)明的一第二較佳實施例的電池過流保護控制器的電路示意圖。圖5為本發(fā)明的一第三較佳實施例的電池過流保護控制器的電路示意圖。主要元件符號說明電池模組10負載正端11充放電開關20電壓控制信號DD過流保護信號CC參考電壓產生單元REF第一共同電位Vl電流偵測信號Dl電流偵測電路30、40、50第一腳位301、401、501第二腳位302、402、502 第三腳位 303、403、503分壓單元234、334、434、534電流偵測單元536參考電壓產生單元REF電流信號BB分壓信號D2參考電壓V2電池單元Celll、Cell2、Cell3電池電壓偵測信號DET1、DET2第一阻抗Rl第二阻抗R2比較單元 132、232、332、432、532電壓偵測單元 110、310、410、510邏輯控制單元120、320、420、520電流檢測電路 130、330、430、530電池過流保護控制器100、300、400、500
具體實施例方式請參考圖2，圖2為本發(fā)明的一較佳實施例的電流檢測電路示意圖。電流檢測電路根據一電流偵測信號Dl，以檢測電流偵測信號Dl所代表的一電流，其大小是否有超過一預定電流值。電流檢測電路包含一參考電壓產生單元REF、一比較單元232及一分壓單元 234。參考電壓產生單元REF耦接在一第一共同電位Vl及一第二共同電位接地(在此實施例為零電位)之間以產生一參考電壓V2。分壓單元234 —端耦接第一共同電位VI，而另一端耦接參考電壓V2以據此產生一分壓信號D2。分壓單元234包含串聯(lián)的一第一阻抗Rl及一第二阻抗R2，將參考電壓V2分壓以降低參考電壓V2因溫度變化所造成的電壓漂移量。 在此，本發(fā)明的一較佳情況為第一阻抗Rl的阻抗小于該第二阻抗R2的阻抗，使得分壓單元 234的分壓比較小而得到更小的電壓漂移量。比較單元232耦接在第一共同電位Vl及該參考電壓V2之間以接收操作所需的電力。比較單元232的反相端接收電流偵測信號Dl而非反相端接收分壓信號D2，以據此判斷電流偵測信號Dl是否小于分壓信號D2，并在電流偵測信號Dl小于分壓信號D2時產生一電流信號BB。接著，請參考圖3，圖3為本發(fā)明的一第一較佳實施例的電池過流保護控制器的電路示意圖。電池過流保護控制器300利用圖2所示的電流檢測電路來判斷一電池模組10 在放電狀態(tài)下所輸出的電流是否超過一預定電流。電池過流保護控制器300包含一電壓偵測單元310、一邏輯控制單元320以及一電流檢測電路330。電壓偵測單元310偵測電池模組10的電壓以產生一電壓控制信號DD。一電流偵測電路30耦接電池模組10的正端，并根據流經的電流大小產生一電流偵測信號D1。電流檢測電路330透過一第一腳位301接收電流偵測信號D1，以據此判斷是否產生一過流保護信號CC。邏輯控制單元320接收電壓控制信號DD及過流保護信號CC，以據此控制一充放電開關導通或截止。在本實施例，充放電開關即為電流偵測電路30。電流檢測電路330包含一參考電壓產生單元REF、一分壓單元334及一比較單元 332。其中，參考電壓產生單元REF耦接一第二腳位302及一第三腳位303之間以產生一參考電壓V2。第二腳位302耦接電池模組10的正端及第三腳位303耦接電池模組10的負端。分壓單元334的一端耦接第二腳位302，另一端耦接該參考電壓V2，以根據參考電壓V2 產生一分壓信號D2。分壓單元334包含串聯(lián)的一第一阻抗Rl及一第二阻抗R2，將參考電壓V2分壓以降低參考電壓V2因溫度變化所造成的電壓漂移量。在此，本發(fā)明的一較佳情況為第一阻抗Rl的阻抗小于該第二阻抗R2的阻抗，使得分壓單元334的分壓比較小而得到更小的電壓漂移量。比較單元332的非反相端接收分壓信號D2及反相端接收電流偵測信號D1，在電流偵測信號Dl的準位低于分壓信號D2的準位時，產生過流保護信號CC。也就是說，當流經電流偵測電路30的電流超過一預定電流，使電流偵測電路30的跨壓大于一電壓值而使電流偵測信號Dl的準位低于分壓信號D2的準位時，比較單元332將產生過流保護信號CC。此時，邏輯控制單元320控制充放電開關(即電流偵測電路30)截止，使電池模組10停止繼續(xù)放電，以避免電池模組10因過流而損壞。電壓偵測單元310耦接在第二腳位302及第三腳位303之間，以偵測電池模組10 的電壓是否不足。在電池模組10的電壓低于一第一預定電壓值時(例如電池模組10處在過放狀態(tài))，電壓偵測單元310輸出電壓控制信號DD至邏輯控制單元320。此時，邏輯控制單元320控制充放電開關截止，使電池模組10停止繼續(xù)放電，以避免電池模組10損壞。接著，請參考圖4，圖4為本發(fā)明的一第二較佳實施例的電池過流保護控制器的電路示意圖。電池過流保護控制器400利用圖2所示的電流檢測電路來判斷一電池模組10 在放電狀態(tài)下所輸出的電流是否超過一預定電流。電池過流保護控制器400包含一電壓偵測單元410、一邏輯控制單元420以及一電流檢測電路430。相較于圖3所示的一第一較佳實施例，本實施例的電池模組10包含串聯(lián)的多個電池單元Celll、Cel 12和Cel 13，電壓偵測單元410根據電池單元Celll及Cell2之間的電池電壓偵測信號DETl及電池單元Cel 12 及Cell3之間的電池電壓偵測信號DET2以產生電壓控制信號DD。一電流偵測電路40耦接在電池模組10的負端及一第一腳位401之間，并根據流經充放電開關20的電流大小產生一電流偵測信號D1。在本實施例中，電流偵測電路40為一電阻。電流檢測電路430透過第一腳位401接收電流偵測信號D1，以據此判斷是否產生一過流保護信號CC。邏輯控制單元 420接收電壓控制信號DD及過流保護信號CC，以據此控制一充放電開關導通或截止。電流檢測電路430包含一參考電壓產生單元REF、一分壓單元434及一比較單元 432。其中，參考電壓產生單元REF耦接一第二腳位402及一第三腳位403之間以產生一參考電壓V2。第二腳位402耦接電池模組10的正端及第三腳位403耦接電池模組10的負端。分壓單元434的一端耦接第三腳位403，另一端耦接該參考電壓V2，以根據參考電壓V2 產生一分壓信號D2。分壓單元434包含串聯(lián)的一第一阻抗Rl及一第二阻抗R2，將參考電壓V2分壓以降低參考電壓V2因溫度變化所造成的電壓漂移量。在此，本發(fā)明的一較佳情況為第一阻抗Rl之阻抗小于該第二阻抗R2的阻抗，使得分壓單元434的分壓比較小而得到更小的電壓漂移量。比較單元432的反相端接收分壓信號D2及非反相端接收電流偵測信號D1，在電流偵測信號Dl的準位高于分壓信號D2的準位時，產生過流保護信號CC。也就是說，當流經電流偵測電路40的電流超過一預定電流，使電流偵測電路40的跨壓大于電流偵測信號Dl時，比較單元432將產生過流保護信號CC。此時，邏輯控制單元420控制充放電開關截止，使電池模組10停止繼續(xù)放電，以避免電池模組10因過流而損壞。電壓偵測單元410耦接在第二腳位402及第三腳位403之間，以偵測電池模組10 的電池單元Celll、Cell2和Cell3的電壓是否不足。在電池單元Celll、Cell2和Cell3的任一電壓低于一第一預定電壓值時(例如此電壓過低的電池單元處在過放狀態(tài))，電壓偵測單元410輸出電壓控制信號DD至邏輯控制單元420。此時，邏輯控制單元420控制充放電開關截止，使電池模組10停止繼續(xù)放電，以避免此電壓過低的電池單元損壞。接著，請參考圖5，圖5為本發(fā)明的一第三較佳實施例的電池過流保護控制器的電路示意圖。相較于圖3所示的第一較佳實施例，電池過流保護控制器500利用圖2所示的電流檢測電路來判斷一電池模組10在充電狀態(tài)下充電電流是否超過一預定電流。電池過流保護控制器500包含一電壓偵測單元510、一邏輯控制單元520以及一電流檢測電路530。 電壓偵測單元510偵測電池模組10的電壓以產生一電壓控制信號DD。一電流偵測電路50 耦接電池模組10且一電流偵測單元536在非反相端透過一第一腳位501接收電流偵測電路50的高電位端，而在反相端透過一第二腳位502接收電流偵測電路50的低電位端(即電池模組10的正端)，以根據第一腳位501及第二腳位的電位差產生一電流偵測信號D1。接著，電流檢測電路530接收電流偵測信號D1，以據此判斷是否產生一過流保護信號CC。邏輯控制單元520接收電壓控制信號DD及過流保護信號CC，以據此控制一充放電開關導通或
6截止。在本實施例，充放電開關即為電流偵測電路50。電流檢測電路530包含一參考電壓產生單元REF、一分壓單元534及一比較單元 532。其中，參考電壓產生單元REF耦接一第二腳位502及一第三腳位503之間以產生一參考電壓V2。第二腳位502耦接電池模組10的正端及第三腳位503耦接電池模組10的負端。分壓單元534的一端耦接第三腳位503，另一端耦接該參考電壓V2，以根據參考電壓V2 產生一分壓信號D2。分壓單元534包含串聯(lián)的一第一阻抗Rl及一第二阻抗R2，將參考電壓V2分壓以降低參考電壓V2因溫度變化所造成的電壓漂移量。在此，本發(fā)明的一較佳情況為第一阻抗Rl的阻抗小于該第二阻抗R2的阻抗，使得分壓單元534的分壓比較小而得到更小的電壓漂移量。比較單元532的反相端接收分壓信號D2及非反相端接收電流偵測信號D1，在電流偵測信號Dl的準位高于分壓信號D2的準位時，產生過流保護信號CC。也就是說，當流經電流偵測電路50的電流超過一預定電流，使電流偵測電路50的跨壓大于一電壓值而使電流偵測信號Dl的準位高于分壓信號D2的準位時，比較單元532將產生過流保護信號CC。此時，邏輯控制單元520控制充放電開關(即電流偵測電路50)截止，使電池模組10停止繼續(xù)充電，以避免電池模組10因充電電流過大而損壞。電壓偵測單元510耦接在第二腳位502及第三腳位503之間，以偵測電池模組10 的電壓是否過壓。在電池模組10的電壓高于一第二預定電壓值時(例如電池模組10處在過充狀態(tài))，電壓偵測單元510輸出電壓控制信號DD至邏輯控制單元520。此時，邏輯控制單元520控制充放電開關截止，使電池模組10停止繼續(xù)充電，以避免電池模組10損壞。如上所述，本發(fā)明完全符合專利三要件新穎性、創(chuàng)造性性和實用性。本發(fā)明在上文中已以較佳實施例揭示，但所屬本領域的技術人員應理解的是，該實施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應解讀為限制本發(fā)明的范圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效額變化與置換， 均應設為涵蓋于本發(fā)明的范疇內。因此，本發(fā)明的保護范圍當以所附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種電流檢測電路，包含一參考電壓產生單元，耦接在一第一共同電位及一第二共同電位之間，用以產生一參考電壓；一分壓單元，一端耦接所述第一共同電位及所述第二共同電位其中之一，以據此產生一分壓信號；以及一比較單元，耦接所述參考電壓以接收操作所需的電力，并接收所述分壓信號及代表一電流的大小的一電流偵測信號以據此判斷所述電流是否大于一預定電流，在所述電流大于所述預定電流時產生一過流保護信號。
2.根據權利要求1所述的電流檢測電路，其中所述第一共同電位為一電池模組正端或負端其中之一。
3.根據權利要求2所述的電流檢測電路，其中所述第一共同電位耦接一充放電開關， 并在所述充放電開關的輸出端產生所述電流偵測信號。
4.根據權利要求1所述的電流檢測電路，其中所述分壓單元包含串聯(lián)的一第一阻抗及一第二阻抗。
5.根據權利要求1所述的電流檢測電路，其中所述分壓單元還耦接所述參考電壓，以根據所述參考電壓產生所述分壓信號。
6.根據權利要求1所述的電流檢測電路，其中所述分壓單元的另一端接收所述參考電壓，以根據所述第一共同電位及所述第二共同電位其中之一與所述參考電壓產生所述分壓信號。
7.一種電池過流保護控制器，包含 一第一腳位，耦接一電流偵測電路的一端； 一第二腳位，耦接一電池模組的正端；一第三腳位，耦接所述電池模組的負端；以及一電流檢測電路，根據代表流經所述電流偵測電路的一電流大小的一電流偵測信號， 以檢測所述電池模組是否超過一預定電流，其中所述電流檢測電路包含一參考電壓產生單元，耦接所述第二腳位及所述第三腳位，用以產生一參考電壓； 一分壓單元，一端耦接所述參考電壓，以根據所述參考電壓產生一分壓信號；以及一比較單元，接收所述分壓信號及所述電流偵測信號，用以在所述電流超過所述預定電流時產生一過流保護信號。
8.根據權利要求7所述的電池過流保護控制器，其中所述電流偵測電路為一充放電開關，耦接所述電池模組的正端或負端。
9.根據權利要求8所述的電池過流保護控制器，還包含一邏輯控制單元，接收所述過流保護信號時，截止所述充放電開關。
10.根據權利要求7所述的電池過流保護控制器，其中所述比較單元耦接所述參考電壓以接收操作所需的電力。
11.根據權利要求7所述的電池過流保護控制器，其中所述分壓單元包含串聯(lián)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
本發(fā)明提供了一種電流檢測電路及電池過流保護控制器，該電池過流保護控制器包含一第一腳位、一第二腳位、一第三腳位以及一電流檢測電路。第一腳位耦接電流偵測電路的一端，第二腳位耦接在一電池模組的正端，而第三腳位耦接電池模組的負端。電流檢測電路則根據代表流經該電流偵測電路的一電流大小的一電流偵測信號，以檢測電池模組是否超過一預定電流。其中，電流檢測電路包含一參考電壓產生單元、一分壓單元分及一比較單元。參考電壓產生單元耦接第二腳位及第三腳位，用以產生一參考電壓；分壓單元之一端耦接參考電壓，以根據參考電壓產生一分壓信號；比較單元則接收分壓信號及電流偵測信號，用以在電流超過該預定電流時產生一過流保護信號。
文檔編號G01R19/165GK102455381SQ20101053035
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者徐獻松, 李立民, 楊洋 申請人:登豐微電子股份有限公司