专利名称：电池检测电路、检测方法和检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测电路，尤其涉及一种电池检测电路、检测方法和检测系统。
背景技术：
现今，便携式装置(例如，笔记本电脑、移动电话、个人数字助理等)的功能和应用不断扩大，使得它们变得越来越普遍。很多便携式装置由可充电电池(例如，锂电池、镍镉电池或镍氢电池)供电，以实现这些装置的便携特性。当情况允许时，例如，当交流/直流适配器插入传统的交流电插座时，这样的便携式装置还可以由直流(direct-current,以下简称为DC)电源来供电。在电池充电模式中，DC电源还可以为可充电电池充电。在该电池充电模式中，可充电电池受到保护以避免可能致使电池烧坏的过压状况。图1所示为现有技术中的为可充电电池提供过压保护(Over-VoltageProtection,以下简称为0VP)的检测电路100的框图。在传统的OVP电路100中，感应电阻串包括电阻R11和电阻R12，用于感应可充电电池101的电压。电压参考单元103提供固定的参考电压VKEF。比较器105将该参考电压Vkef与感应电压Vsen进行比较。比较器105产生输出信号OVP以指示是否出现过压状况。当感应电压Vsen小于参考电压Vkef时，该输出信号OVP为逻辑低，指示可充电电池101的电压处于正常范围。当感应电压Vsen大于参考电压Vkef时，该输出信号OVP为逻辑高，指示可充电电池101发生过压状况。图1所示的传统的OVP电路100具有三条DC电流支路:电压参考单元支路、感应电阻串支路以及比较器支路。由于传统的OVP电路结构复杂从而使得这三条DC电流支路的功耗非常大，从而降低电路的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种电池检测电路、检测方法和检测系统,简化电路结构，减小电路的整体功耗，提闻电路的性能。为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池检测电路。该电池检测电路包括:感应单元，通过感应输入信号提供感应电压，其中，所述输入信号表示电池的状态；信号参考源，耦合于所述感应单元，所述信号参考源包括参考节点并且在所述参考节点处确定参考电压，所述信号参考源还在所述参考节点接收所述感应电压并由所述感应电压偏置，以产生指示所述感应电压和所述参考电压之间差值的触发信号；以及检测单元，耦合于所述信号参考源，用于根据所述触发信号产生输出信号，以指示所述电池中出现的异常状况。本发明还提供了一种电池检测方法。该电池检测方法包括:通过感应输入信号产生感应电压，其中，所述输入信号表示电池的状态；在信号参考源内部的参考节点处确定参考电压；提供所述感应电压到所述参考节点以偏置所述信号参考源；产生触发信号，其中所述触发信号指示所述感应电压和所述参考电压之间的差值；以及根据所述触发信号产生输出信号，以指示所述电池中出现的异常状况。本发明还提供了一种电池检测系统。该电池检测系统包括:输入端，用于接收表示电池的状态的输入信号；输出端，用于产生输出信号以指示所述电池中出现的异常状况；以及检测电路，耦合于所述输入端和所述输出端，用于感应所述输入信号并提供感应电压，还用于在内部的参考节点处确定参考电压，并且所述检测电路在所述参考节点接收所述感应电压，以基于所述感应电压和所述参考电压之间的差值产生所述输出信号。本发明提供的电池检测电路、检测方法和检测系统通过提供基本恒定的参考电压，并将该参考电压和感应电池状态的感应电压比较以确定电池中出现的异常状况，而不需要比较器等元件，从而简化了电路，减少了电路的整体功耗并降低了电路的成本，提高电路的性能。
以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。图1所示为现有技术中为可充电电池提供过压保护的检测电路的框图。图2所示为根据本发明一个实施例的检测电路的结构示意图。图3所示为根据本发明又一个实施例的检测电路的结构示意图。图4所示为根据本发明另一个实施例的检测电路的结构示意图。图5所示为根据本发明再一个实施例的检测电路的结构示意图。图6所示为根据本发明一个实施例的电池检测方法的流程示意图。图7所示为根据本发明一个实施例的电池检测系统的结构示意图。
具体实施例方式以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式
中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、部件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。本发明提供了一种电池检测电路、检测方法及检测系统。该检测电路用于检测电池中的异常状况。在一个实施例中，检测电路检测单体电池中的过压状况或欠压状况，以避免该单体电池过充电或者过放电。有利的是，与现有的检测电路相比，本发明所提供的检测电路具有较低的功耗以及简单的电路结构。图2所示为根据本发明一个实施例的检测电路200的结构示意图。如图2所示，检测电路200包括:感应单元203、信号参考源205以及检测单元207。检测电路200还包括输入端和输出端，感应单元203在输入端接收输入信号IN，并感应输入信号IN，根据输入信号IN生成感应信号SEN，将感应信号SEN提供到信号参考源205的端口 R。输入信号IN表示单体电池201的状态，例如，单体电池201的电压。信号参考源205在端口 R处接收感应信号SEN，并由该感应信号SEN偏置，以在端口 T产生触发信号TRG。信号参考源205还在端口 R处确定参考信号REF。在一个实施例中，信号参考源205包括带隙基准电路，参考信号REF是带隙基准电压，即使环境温度发生变化，该参考信号REF基本上仍为恒定，其中，参考信号REF由信号参考源205内部组件的特征参数来确定。本领域中关于带隙基准的技术已为公众所知，此处不再赘述。在这个实施例中，如果端口 R处接收到的感应信号SEN大于或小于参考信号REF(换言之，当端口 R处的偏置电压不等于参考信号REF所表示的带隙基准电压时)，则端口 T处所产生的触发信号TRG相应地变化，以使触发信号TRG指示感应信号SEN和参考信号REF之间的差值。有利的是，由于参考信号REF基本上为恒定值，因此可以提高检测电路200的准确度。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中所使用的“基本恒定”是指信号可以偏离恒定值(例如，由于电路组件的非理想性)，但是，其偏离的值处于可以忽略的范围内。检测单元207根据触发信号TRG在输出端产生输出信号OUT。输出信号OUT指示单体电池201中是否存在异常状况。如上所述，通过接收感应信号SEN作为偏置信号，已偏置的信号参考源205将参考信号REF和感应信号SEN进行比较，并产生触发信号TRG以指示感应信号SEN和参考信号REF之间的差值。有利的是，检测电路200中不需要比较器或与其类似的元件。换言之，信号参考源205合并了比较功能而没有增加信号参考源205的电流消耗。从而，因为没有使用比较器或额外的/其它的比较装置，检测电路200的整体功耗和成本得以降低。图3所示为根据本发明又一个实施例的检测电路300的示意图。图3将结合图2进行描述。在本发明实施例中，检测电路300检测单体电池301中是否存在异常状况。检测电路300包括:感应单元303、信号参考源305以及检测单元307。感应单元303包括分压器，用于感应单体电池301的电压，其中，该分压器包括电阻R31和电阻R32。感应单元303提供与单体电池301的电压对应的感应电压VSEN。在一个实施例中，信号参考源305是带隙基准电路，能够提供在环境温度变化时基本保持恒定的带隙基准电压Vkef (S卩，参考电压Vref )。在图3的实施例中，信号参考源305包括:电阻Rs、电阻R1、电阻R2、一对金属氧化物半导体晶体管(metal oxide semiconductor transistor,以下简称为 MOS 管)Mia 及 M1B、以及一对双极型晶体管Qia及Qib (双极型晶体管Qia可以认为是本发明实施例的第一晶体管，双极型晶体管Qib可以是本发明实施例的第二晶体管)。如图3所示，耦合于感应单元303的信号参考源305包括参考节点K，并在参考节点K接收感应电压Vsen，其中，参考节点K可以耦合至图2实施例中的端口 R。信号参考源305由感应电压Vsen偏置，以在触发节点P产生触发信号S ，其中，触发节点P可以耦合至图2实施例中的端口 T。具体地，双极型晶体管Qia及双极型晶体管Qib经由参考节点K耦合，并且由参考节点K处的感应电压Vsen偏置。参考电压Vkef也在参考节点K处由信号参考源305确定。因此，信号参考源305 (例如，带隙基准电路)比较感应电压Vsen和参考电压Vkef来产生触发信号STK；，以指示感应电压Vsen和参考电压Vkef之间的差值。检测单元307包括开关和电流源IB。该开关包括图3所示的P沟道MOS管(以下简称为PMOS开关)M1C。检测单元307检测信号参考源305在触发节点P处产生的触发信号STKe，并且产生输出信号SOT。PMOS开关Mic由触发信号STKe控制，且输出信号Sotit根据PMOS开关Mic的状态产生。在一个实施例中，如果感应电压Vsen等于参考电压Vkef，则触发信号Stm的电压可以控制检测单元307中的PMOS开关Mie的栅源电压Ves使其等于PMOS开关Mic的阈值电压VTH。如果感应电压Vsen大于参考电压VKEF，则触发信号Stk的电压降低，以使PMOS开关Mie的栅源电压Ves大于阈值电压Vth,从而使PMOS开关Mie处于第一状态,例如，PMOS开关Mic导通；如果感应电压Vsen小于参考电压Vkef，则触发信号Stk的电压增大，以使PMOS开关Mic的栅源电压Ves小于阈值电压Vth，从而使PMOS开关Mie处于第二状态，例如，PMOS开关Mic断开。在一个实施例中，参考电压Vkef表示单体电池301的过压阈值，因此，如果感应电压Vsen大于参考电压Vkef，则指示单体电池301出现过压状况。更具体地，在一个实施例中，可以选择电阻R31和电阻R32的阻值，使得当单体电池301的电压处于正常范围内时，感应电压Vsen小于参考电压VKEF。在此情况下，指示感应电压Vsen和参考电压Vkef之间差值的触发信号STKe具有足够高的电压，断开检测单元307中的PMOS开关Mic,以使输出信号Stot处于第二电平，例如，逻辑低。当单体电池301充电时，单体电池301的电压增加，其结果是，感应电压Vsen增大到基本上等于参考电压Vkef，然后，触发信号STKe开始斜坡下降并且输出信号Sott维持在逻辑低。如果单体电池301出现过压状况，则感应电压Vsen将大于参考电压Veef,且触发信号Stm具有足够低的电压,可以导通PMOS开关Mic,以使输出信号Smjt处于第一电平，例如，逻辑高。在另一个实施例中，参考电压Vkef表示单体电池301的欠压阈值，因此，如果感应电压Vsen小于参考电压Vkef，则指示单体电池301出现欠压状况。更具体地，在另一个实施例中，可以选择电阻R31和电阻R32的阻值，使得当单体电池301的电压处于正常范围内时，感应电压Vsen大于参考电压VKEF。如果感应电压Vsen小于参考电压VKEF，则认为单体电池301发生了欠压状况。欠压检测过程和过压检测类似，只是在欠压检测过程中，当感应电压Vsen大于参考电压Vkef时，输出信号Squt处于第一电平,例如,逻辑高，以指不单体电池301处于正常范围内；以及当感应电压Vsen小于参考电压Vkef时，输出信号Sotjt处于第二电平，例如，逻辑低，以指示单体电池301发生欠压状况。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中关于过压和欠压的示例仅用于说明的目的，并非用来限制本发明，检测电路300可以用来检测其它异常状况，例如，过流状况和欠流状况。在一个实施例中，当PMOS开关Mie处于第一状态时，例如，导通，检测电路300中有二条DC电流支路:感应单兀支路、检测单兀支路以及/[目号参考源支路。有利的是，流经检测单元支路的电流由电流源Ib确定，这样流经检测单元支路的电流可以为较小的电流值，和现有的电路结构相比较，本发明实施例中的检测电路300总体上降低了功耗。当PMOS开关M1。处于第二状态(例如，断开)时检测电路300中有两条DC电流支路:感应单元支路和信号参考源支路。因此，和现有的电路结构相比较，本发明实施例中的检测电路300降低了功耗。另外，因为信号参考源305中的带隙基准电路是不受温度影响的参考单元，所以信号参考源305在参考节点K处所确定的参考电压Vkef具有不会受到温度影响的稳定电压值。有利的是，当将感应单元303所产生的感应电压Vsen提供到参考节点K以偏置信号参考源305时，可以比较参考电压Vkef和感应电压Vsen，而不需使用比较器等元件。这样，检测电路300实现了电池保护功能，且相对于现有技术，检测电路300具有简单的电路结构并具有较低的功耗。另外，在上述的检测过程中，将表示单体电池301的电压的感应电压Vsen，和信号参考源305所确定的参考电压Vkef比较。感应电压Vsen与单体电池301的电压成正比，例如，Vsen=Vcell * R32/(R31+R32)，其中，V.表示单体电池301的电压，且R31和R32分别表示电阻R31和电阻R32的阻值。如上所述，在一个实施例中，当单体电池301的电压处于正常范围内时，感应电压Vsen小于参考电压VKEF。当单体电池301处于电池充电模式且其单体电池301的电压增大到过压阈值V.，时，Vcell ov=Vsen ov * (R31+R32) /R32,其中，过压阈值V.—w指示单体电池301发生过压状况，则感应电压(例如，Vsen w)达到参考电压Vkef，其中，参考电压Vkef表示过压阈值Vm换言之，根据等式:V.—QV=VSEN—W * (R31+R32)/R32 (其中，V_v=Vref)，单体电池301的过压阈值V^ w由(R31+R32)/R32的值确定。有利的是，可以通过选择电阻R31和电阻R32,来设置对单体电池301进行过压保护的级别，例如，该过压保护级别通过过压阈值来指示，其中，电阻R31和电阻R32的阻值可提供该过压保护级别。类似地，在另一个实施例中，单体电池301的欠压阈值V^un由(R31+R32)/R32的值确定，并且可以通过选择电阻R31和电阻R32，来设置对单体电池301进行欠压保护的级别，例如，该欠压保护级别通过欠压阈值V^ un来指示，其中，电阻R31和电阻R32的阻值可提供该欠压保护级别。
图4所示为根据本发明另一个实施例的检测电路400的结构示意图。图4将结合图2和图3进行描述。在本发明实施例中，检测电路400包括:感应单元403、信号参考源305以及检测单元307。检测电路400中的感应单元403不同于检测电路300中的感应单元303，感应单元403提供两个信号电压，例如，高位感应电压Vsenu和低位感应电压Vsm。感应单元403包括三个电阻:电阻R41、电阻R42和电阻R43，其通过感应单体电池301的电压提供该高位感应电压Vsenu和低位感应电压Vsm。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中的感应单元403的结构仅用于说明的目的，并非用来限制本发明。在另一个实施例中，感应单元403可以包括大于三个的电阻，来提供大于两个的信号电压。 在一个实施例中，检测电路400可用于检测单体电池301的过压状况和欠压状况。感应单元403包括反馈开关S1，用于选择多个信号电压中的一个，例如，高位感应电压Vsenu或低位感应电压Vsm，以偏置信号参考源305。如图4所示，如果反馈开关S1切换到“U”侧，检测电路400可检测单体电池301的欠压状况；如果反馈开关S1切换到“L”侧，检测电路400可检测单体电池301的过压状况。由检测电路400所实施的过压检测过程和欠压检测过程与由检测电路300所实施的检测过程相似，在此不再赘述。与图3中的实施例类似，单体电池301的过压阈值Vce^v和欠压阈值V^ un可以分别由下列等式给出:V^—W=VKEF *(R41+R42+R43) /R43 和 VCell—un=Vref * (尺41+尺42+尺43) / (尺42+尺43)，其中，K1、^42 和 R43 分别表不电阻R41、电阻R42和电阻 R43的阻值。所以，对单体电池301的过压保护级别和欠压保护级别分别由(R41+R42+R43)/R43的值和(R41+R42+R43)/(R42+R43)的值确定。通过为电阻R41、电阻R42和电阻R43选择合适的阻值，可以设置对单体电池301的过压保护级别和欠压保护级别。在另一个实施例中，检测电路400可用于多个过压保护级别下的过压检测。单体电池301具有多个过压阈值从而为单体电池301提供多个过压保护级别，例如，第一过压阈值和第二过压阈值V^ W2，分别提供对单体电池301的第一过压保护级别和第二过压保护级别。如图4所示，当反馈开关S1切换到“U”侧时，可以执行第一过压保护级别，当反馈开关S1切换到“L”侧时，可以执行第二过压保护级别。与以上所述类似地，通过为电阻R41、电阻R42和电阻R43选择合适的阻值，可以设置第一过压阈值W1和第二过压阈值V.—W2。类似地，在再一个实施例中，检测电路400可用于多个欠压保护级别下的欠压检测，并且单体电池301具有多个欠压阈值。检测电路400可以进一步包括控制单元(图4中未示出)，该控制单元提供控制信号以控制感应单元403的开关可替换地，控制单元可以是将该控制信号提供到检测电路400的外部装置。该控制信号控制开关S1周期性地切换到“U”侧或“L”侧。从检测单元307产生的输出信号U/LB指示异常状况，该输出信号U/LB可以与控制信号相结合，以识别该异常状况是过压状况还是欠压状况。例如，当控制信号将开关S1切换到“U”侧时，检测电路400可以检测单体电池301中的欠压状况。如果从检测单元307产生的输出信号U/LB为逻辑高，则指示没有检测出异常状况，单体电池301的电压处于正常范围内；如果输出信号U/LB为逻辑低，则指示检测电路400检测出单体电池301中的欠压状况。类似地，当控制信号将开关S1切换到“L”侧时，检测电路400可以检测单体电池301中的过压状况。如果输出信号U/LB为逻辑低，则指示没有检测出异常状况，单体电池301的电压处于正常范围内；如果输出信号U/LB为逻辑高，则指示检测电路400检测出单体电池301中的过压状况。在另一个实施例中，控制信号可以手动地或周期性地控制开关S1在不仅限于两个过压阈值之间切换，而是控制开关S1在多个过压阈值之间进行切换，以使检测电路400可以如上所述的提供多个过压保护和/或欠压保护级别。进一步地，控制信号还可以和输出信号U/LB相结合，以识别对单体电池301中异常状况的保护级别，从而识别该异常状况是过压状况还是欠压状况。本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中所述的过压状况和欠压状况的示例仅用于说明的目的，并非用来限制本发明，其它异常状况(例如，过流状况和欠流状况)也可以通过检测电路400来检测。图5所示为根据本发明再一个实施例的检测电路500的示意图。图5将结合图2和图3进行描述。检测电路500包括:感应单元503、信号参考源505以及检测单元307。感应单元503包括:串联耦接的电阻R51、电阻R52和电阻R53,以提供感应电压Vsen和偏置电压VB。图5中的信号参考源505包括具有级联结构的一对MOS管^ia及MOS管^ib (M0S管^ia可以认为是本发明实施例的第三晶体管，MOS管^ib可以认为是本发明实施例的第四晶体管)，信号参考源505中的其他器件与图3所示实施例中的信号参考源305的元器件类似，在此不再赘述。该MOS管对MNia及丽1B由感应单元503所提供的偏置电压Vb偏置。
图3和图5所示实施例中的信号参考源还可作为第一级放大单元来工作，触发节点P处的触发信号STKe可以看作该第一级放大单元的输出信号，并且触发信号Stk指示感应电压Vsen和参考电压Vkef之间的差值。该放大单元的输出信号的增益由该放大单元的输出阻抗确定。比较图5和图3所示实施例可知，通过增加该MOS管对(MNia及MN1B)，信号参考源505的输出阻抗增大。因此，图5实施例中的信号参考源505的增益大于图3实施例中的信号参考源305的增益。有利的是，有了更大的增益，参考电压Vkef和感应电压Vsen之间的比较结果更加准确。其结果是，提高了检测电路500的精确度。本领域技术人员可以理解的是，除了本发明实施例中所述的级联结构的MOS管，其它结构也可以结合到信号参考源中，以提升信号参考源的输出信号的增益。感应单元503所产生的偏置电压Vb偏置MOS管对(丽1A及^ib);这样，则不需要其它的偏置电路。因此，在没有使该电路更加复杂或增加该电路的成本的情况下，提高了检测电路500的精确度。在一个实施例中，与图3中的电阻R31和电阻R32类似，可以选择图5中的电阻R51、电阻R52和电阻R53以使检测电路500可检测过压状况或欠压状况。然而，在另一个实施例中，图5中的电阻R52和电阻R53可由三个电阻取代，例如，与图4中的电阻R41、电阻R42和电阻R43类似的三个电阻，或由其它数目的电阻取代，以使检测电路500可以提供不同的保护级别，并且用图4中的检测电路400的类似方式选择性的工作于过压检测模式或欠压检测模式。图2、图3、图4和图5的实施例所提供的检测电路可检测单体电池，例如，单体电池201或单体电池301，是否发生了异常状况。然而，图2、图3、图4和图5的实施例所提供的检测电路并不限于检测单体电池的异常状况，还可以检测电池组中是否出现了异常状况,例如通过本发明实施例提供的检测电路200、检测电路300、检测电路400或检测电路500检测电池组的整体电压是否出现过压状况和/或欠压状况。也可以使用多个检测电路分别监测多个单体电池,其中，每个检测电路(例如,本发明实施例中提供的检测电路200、检测电路300、检测电路400或检测电路500)监测对应的单体电池。检测电路所产生的输出信号可以结合起来指示一个或多个单体电池中的异常状况的发生，或者，检测电路所产生的每个输出信号分别指示其对应的单体电池中的异常状况的发生。图6所示为本发明一个实施例的检测电路的工作流程图600。尽管图6示出了具体的步骤，但是这些步骤仅用于说明的目的。也就是说，本发明实施例中的检测电路可以执行其它不同的步骤或执行图6所示步骤的变换步骤。图6将结合图2、图3、图4和图5进行描述。在步骤602中，通过感应检测电路(例如，图2中的检测电路200、图3中的检测电路300、图4中的检测电路400或图5中的检测电路500)的输入信号IN来产生感应信号SEN，其中，输入信号IN表示单体电池(例如，单体电池201或单体电池301)的状态，例如，单体电池的电压。该检测电路基于输入信号IN检测该单体电池中发生的异常状况，例如，过压状况或欠压状况。在步骤604中，在信号参考源(例如，图2中的信号参考源205、图3中的信号参考源305或图5中的信号参考源505)内部的特定节点(例如，图3或图5中的参考节点K)确定参考信号REF。当环境条件(例如，环境温度)变化时，参考信号REF基本恒定。在步骤606中，将感应信号SEN提供到该特定节点，以偏置该信号参考源。在步骤中608，信号参考源产生触发信号TRG，以指示感应信号SEN和参考信号REF之间的差值。在步骤中610，检测电路产生输出信号0UT，以指示单体电池中的异常状况。图7所示为根据本发明一个实施例的电池检测系统的结构示意图700。图7将结合图2-图5进行描述。如图7所示，电池检测系统700包括输入端INPUT、输出端OUTPUT和检测电路702。输入端INPUT接收表示电池701的状态(例如，电池701的电压)的输入信号IN ;输出端OUTPUT产生输出信号OUT以指示电池701中出现的异常状况(例如，电池701出现过压状况和/或欠压状况)。检测电路702耦合于输入端INPUT和输出端OUTPUT，检测电路702的具体结构和功能参考图2中的检测电路200、图3中的检测电路300、图4中的检测电路400或图5中的检测电路500。检测电路702感应输入信号IN并提供感应电压Vsen，检测电路702在内部参考节点(例如，图3或图5的参考节点K)处确定参考电压Veef,并在参考节点K处接收感应电压VSEN，以基于感应电压Vsen和参考电压Vkef之间的差值产生输出信号OUT。在一个实施例中，检测电路702包括带隙基准电路，用于在参考节点K处提供当环境条件改变时基本保持恒定的参考电压Vkef，其中，该带隙基准电路在参考节点K处比较感应电压Vsen和参考电压VKEF，并且在带隙基准电路的触发节点P处产生触发信号(例如，图2中的触发信号TRG)，以指示感应电压Vsen和参考电压Vkef之间的差值。检测电路702还包括开关(例如，图3或图4或图5中的PMOS开关Mic)，感应电压Vsen和参考电压Vkef之间的差值控制PMOS开关Mic的状态，使检测电路702基于PMOS开关Mic的状态产生输出信号OUT。当感应电压Vsen大于参考电压VKEF，则PMOS开关Mie处于第一状态(例如，PMOS开关Mic导通)，且输出信号OUT处于第一电平(例如，逻辑高)；当感应电压Vsen小于参考电压VKEF，则PMOS开关Mic处于第二状态(例如，PMOS开关Mic断开)，且输出信号OUT处于第二电平(例如，逻辑低)。在一个实施例中，电池701出现过压状况，参考电压Vkef表示电池701的过压阈值。在另一个实施例中，电池701出现欠压状况，参考电压Vkef表示电池701的欠压阈值。综上所述，本发明的实施例提供的电池检测电路、检测方法和检测系统，用于检测单体电池中的异常状况，例如，过压状况和/或欠压状况。信号参考源(例如，带隙基准电路)确定当环境条件(例如，环境温度)变化时基本恒定的参考信号，并且同时将指示单体电池电压的感应信号与该参考信号进行比较。本发明的实施例不需要使用比较器或其他具有比较功能的装置，就可以准确的比较感应信号和参考信号。该检测电路可以用于多种应用，例如，该检测电路可以和与其类似的结构结合起来用于电池监测系统，以监测多个单体电池的电压，并监测电池的充电电流/放电电流。该检测电路还可用于医疗设备，以监测指示心跳信息、脉搏信息、血压信息等的信号。上文具体实施方式
和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
权利要求
1.一种电池检测电路，其特征在于，所述电池检测电路包括: 感应单元，通过感应输入信号提供感应电压，其中，所述输入信号表示电池的状态； 信号参考源，耦合于所述感应单元，所述信号参考源包括参考节点，并在所述参考节点处确定参考电压，所述信号参考源还在所述参考节点接收所述感应电压并由所述感应电压偏置，以产生指示所述感应电压和所述参考电压之间差值的触发信号；以及 检测单元，耦合于所述信号参考源，用于根据所述触发信号产生输出信号，以指示所述电池中出现的异常状况。
2.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述信号参考源包括:带隙基准电路，所述带隙基准电路用于在所述参考节点提供当环境条件变化时基本保持恒定的参考电压。
3.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述信号参考源比较所述感应电压和所述参考电压以产生所述触发信号。
4.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述检测单元包括由所述触发信号控制的开关，其中，所述检测单元基于所述开关的状态产生所述输出信号。
5.根据权利要求4所述的电池检测电路，其特征在于，如果所述感应电压大于所述参考电压，则所述开关处于第一状态且所述输出信号处于第一电平；以及如果所述感应电压小于所述参 考电压，则所述开关处于第二状态且所述输出信号处于第二电平。
6.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述异常状况包括所述电池的过压状况，其中，所述参考电压表示所述电池的过压阈值。
7.根据权利要求6所述的电池检测电路，其特征在于，如果所述感应电压大于所述参考电压，所述输出信号处于第一电平，以指示所述电池出现过压状况；如果所述感应电压小于所述参考电压，所述输出信号处于第二电平，以指示所述电池处于正常状况。
8.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述异常状况包括所述电池的欠压状况，其中，所述参考电压表示所述电池的欠压阈值。
9.根据权利要求8所述的电池检测电路，其特征在于，如果所述感应电压大于所述参考电压，所述输出信号处于第一电平，以指示所述电池处于正常状况；如果所述感应电压小于所述参考电压，所述输出信号处于第二电平，以指示所述电池出现欠压状况。
10.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述信号参考源包括第一晶体管和经由所述参考节点耦合于所述第一晶体管的第二晶体管，其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管经由所述参考节点接收的所述感应电压偏置。
11.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述感应单元包括多个分压电阻，所述多个分压电阻用于确定所述电池的多个电压阈值，其中，所述多个电压阈值分别指示所述电池中出现的不同的异常状况。
12.根据权利要求11所述的电池检测电路，其特征在于，所述感应单元包括反馈开关，所述反馈开关用于从所述感应单元提供的多个分压电压中选择感应电压，以偏置所述信号参考源。
13.根据权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于，所述信号参考源还包括第三晶体管和耦合于所述第三晶体管的第四晶体管，其中，所述第三晶体管和所述第四晶体管由所述感应单元提供的偏置电压偏置。
14.一种电池检测方法，其特征在于，所述电池检测方法包括: 通过感应输入信号产生感应电压，其中，所述输入信号表示电池的状态； 在信号参考源内部的参考节点处确定参考电压； 提供所述感应电压到所述参考节点以偏置所述信号参考源； 产生触发信号，其中，所述触发信号指示所述感应电压和所述参考电压之间的差值；以及 根据所述触发信号产生输出信号，以指示所述电池中出现的异常状况。
15.根据权利要求14所述的电池检测方法，其特征在于，所述产生触发信号的步骤包括: 使用带隙基准电路，在所述参考节点处提供所述参考电压，其中，当环境条件变化时，所述参考电压基本保持恒定；以及 比较所述感应电压和所述参考电压，以产生所述触发信号。
16.根据权利要求14所述的电池检测方法，其特征在于，所述根据所述触发信号产生输出信号的步骤包括: 通过所述触发信号控制开关；以及 根据所述开关的状态产生所述输出信号。
17.根据权利要求 16所述的电池检测方法，其特征在于，所述根据所述开关的状态产生所述输出信号的步骤包括: 如果所述感应电压大于所述参考电压，则所述开关处于第一状态，且所述输出信号处于第一电平；以及 如果所述感应电压小于所述参考电压，则所述开关处于第二状态，且所述输出信号处于第二电平。
18.根据权利要求14所述的电池检测方法，其特征在于，所述异常状况包括所述电池的过压状况和/或所述电池的欠压状况。
19.一种电池检测系统，其特征在于，所述电池检测系统包括: 输入端，用于接收表示电池的状态的输入信号； 输出端，用于产生输出信号以指示所述电池中出现的异常状况；以及检测电路，耦合于所述输入端和所述输出端，用于感应所述输入信号并提供感应电压，还用于在内部的参考节点处确定参考电压，并且所述检测电路在所述参考节点接收所述感应电压，以基于所述感应电压和所述参考电压之间的差值产生所述输出信号。
20.根据权利要求19所述的电池检测系统，其特征在于，所述检测电路包括带隙基准电路，所述带隙基准电路用于在所述参考节点提供当环境条件改变时基本保持恒定的参考电压。
21.根据权利要求20所述的电池检测系统，其特征在于，所述带隙基准电路在所述参考节点比较所述感应电压和所述参考电压，并且在所述带隙基准电路的触发节点处产生触发信号，以指示所述感应电压和所述参考电压之间的差值。
22.根据权利要求19所述的电池检测系统，其特征在于，所述检测电路包括开关，所述感应电压和所述参考电压之间的所述差值控制所述开关的状态，其中，所述检测电路基于所述开关的状态产生所述输出信号。
23.根据权利要求22所述的电池检测系统，其特征在于，如果所述感应电压大于所述参考电压，则所述开关处于第一状态且所述输出信号处于第一电平；以及如果所述感应电压小于所述参考电压，则所述开关处于第二状态且所述输出信号处于第二电平。
24.根据权利要求19所述的电池检测系统，其特征在于所述异常状况包括所述电池的过压状况和所述电池的欠压状况，其中，所述参考电压在所述异常状况为所述电池的过压状况时表示所述电池的过压阈值，在所述异常状况为所述电池的欠压状况时表示所述电池的欠压阈值 。
全文摘要
本发明公开了一种电池检测电路、检测方法和检测系统。该电池检测电路包括感应单元、信号参考源和检测单元。感应单元通过感应输入信号提供感应电压，其中输入信号表示电池的状态；信号参考源耦合于感应单元，信号参考源包括参考节点，在参考节点处确定参考电压，信号参考源还在参考节点接收感应电压并由感应电压偏置，以产生指示感应电压和参考电压之间差值的触发信号；检测单元耦合于信号参考源，用于根据触发信号产生输出信号，以指示电池中出现的异常状况。本发明的电池检测电路、检测方法和检测系统，具有简单的电路结构，降低电路的成本，并减少了电路的整体功耗。
文档编号G01R31/36GK103185866SQ20121046038
公开日2013年7月3日 申请日期2012年11月15日 优先权日2011年12月28日
发明者栗国星 申请人:凹凸电子(武汉)有限公司
专业数控铣床产品供应商
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