CN214314667U - 集成器件及电池/电池组管理芯片 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种集成器件，集成器件用于电池/电池组的充电控制和/或放电控制，包括：场效应晶体管，场效应晶体管包括栅极、源极、漏极、衬底、第一寄生二极管和第二寄生二极管，其中第一寄生二极管和第二寄生二极管反向串联，第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路的一端连接源极，并且串联电路的另一端连接漏极，第一寄生二极管和第二寄生二极管的连接点与衬底连接；以及连接电阻，连接电阻的一端与连接点连接，连接电阻的另一端与源极连接。本公开还提供了一种电池/电池组管理芯片。

Description

集成器件及电池/电池组管理芯片

技术领域

本公开涉及一种集成器件及电池/电池组管理芯片。

背景技术

在电池系统中，电池的过度充电和过度放电不仅会降低电池的使用寿命，严重时还会引发爆炸和火灾的安全事故。该电池例如为锂电池组等。

作为充电和放电开关的MOS晶体管因为自身存在导通电阻，并且充电开关和放电开关的导通电阻过大，将会带来的功率损耗，从而影响电池系统的性能等问题，需要降低电流通路中MOS晶体管的串联导通电阻。此外，充电开关和放电开关在进行充放电控制中也需要进行可靠的导通与断开。

此外，还需要对电池的充放电电流进行检测，以保证电池的安全。在现有技术中，可以通过增加单独的检测电阻来进行实现，也可以通过检测充放电MOSFET的导通电阻来进行实现。通过外接电阻的方式将带来增加管脚等不利的情况。通过检测MOSFET的导通电阻来测量电流的方式中，各个MOSFET的工艺和设计参数不一，并且其也会受到温度的干扰等。因此如何高精度地对电池的充放电电流进行检测为所要解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种集成器件及电池/电池组管理芯片。

根据本公开的一个方面，1.一种集成器件，所述集成器件用于电池/电池组的充电控制和/或放电控制，其特征在于，包括：

场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极、源极、漏极、衬底、第一寄生二极管和第二寄生二极管，其中所述第一寄生二极管和第二寄生二极管反向串联，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路的一端连接所述源极，并且所述串联电路的另一端连接所述漏极，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的连接点与所述衬底连接；以及

连接电阻，所述连接电阻的一端与所述连接点连接，所述连接电阻的另一端与所述源极连接。

根据本公开的至少一个实施方式，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路设置成，在所述源极和所述漏极之间不会通过所述串联电路形成导电通路。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管为NMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压大于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压小于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开；或者，

所述场效应晶体管为PMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压小于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压大于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阳极与所述第二寄生二极管的阳极连接，所述第一寄生二极管的阴极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阴极与所述源极连接；或者

所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阴极与所述第二寄生二极管的阴极连接，所述第一寄生二极管的阳极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阳极与所述源极连接。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

所述第一开关设置为：当所述场效应晶体管断开时，所述第一开关确保所述场效应晶体管的栅极氧化层不会被击穿和/或所述场效应晶体管不形成导电沟道。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，所述第一开关为耐压二极管，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有三极管，所述三极管的发射极/集电极连接所述场效应晶体管的栅极，所述三极管的集电极/发射极连接所述场效应晶体管的漏极。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一开关为第二 NMOS晶体管开关，所述第二NMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二NMOS晶体管的源极与第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二NMOS晶体管的漏极与第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者

当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一开关为第二 PMOS晶体管开关，所述第二PMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二PMOS晶体管开关的源极和第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二PMOS晶体管的漏极和第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

根据本公开的另一方面，一种集成器件，所述集成器件用于电池/ 电池组的充电控制和/或放电控制，其中通过第一连接端和第二连接端为所述电池/电池组进行充电和放电，所述集成器件集成有：

场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极、源极、漏极、衬底、第一寄生二极管和第二寄生二极管，其中所述第一寄生二极管和第二寄生二极管反向串联，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路的一端连接所述源极，并且所述串联电路的另一端连接所述漏极，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的连接点与所述衬底连接；连接电阻，所述连接电阻的一端与所述连接点连接，所述连接电阻的另一端与所述源极连接；以及

电流检测MOS晶体管，所述电流检测MOS晶体管用于检测流过所述场效应晶体管的充电电流和/或放电电流。

根据本公开的至少一个实施方式，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路设置成，在所述源极和所述漏极之间不会通过所述串联电路形成导电通路。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管为NMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压大于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压小于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开；或者，

所述场效应晶体管为PMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压小于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压大于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阳极与所述第二寄生二极管的阳极连接，所述第一寄生二极管的阴极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阴极与所述源极连接；或者

所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阴极与所述第二寄生二极管的阴极连接，所述第一寄生二极管的阳极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阳极与所述源极连接。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

所述第一开关设置为：当所述场效应晶体管断开时，所述第一开关确保所述场效应晶体管的栅极氧化层不会被击穿和/或所述场效应晶体管不形成导电沟道。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，所述第一开关为耐压二极管，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有三极管，所述三极管的发射极/集电极连接所述场效应晶体管的栅极，所述三极管的集电极/发射极连接所述场效应晶体管的漏极。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一开关为第二 NMOS晶体管开关，所述第二NMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二NMOS晶体管的源极与第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二NMOS晶体管的漏极与第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者

当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一开关为第二 PMOS晶体管开关，所述第二PMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二PMOS晶体管开关的源极和第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二PMOS晶体管的漏极和第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括比较单元，所述比较单元的第一输入端连接与所述电流检测MOS晶体管的第一端的电压相关的电压，所述比较单元的第二输入端连接与所述场效应晶体管的第一端的电压相关的电压，所述电流检测MOS晶体管的第二端与所述场效应晶体管的第二端连接；以及

控制逻辑单元，所述控制逻辑单元根据所述比较单元所输出的比较结果来对场效应晶体管进行控制，

其中，所述场效应晶体管的导通阻抗值与所述电流检测MOS晶体管的导通阻抗值之间的阻抗比值保持恒定。

根据本公开的至少一个实施方式，流经所述场效应晶体管的电流与流经所述电流检测MOS晶体管的电流之间的电流比值保持恒定。

根据本公开的至少一个实施方式，流经所述场效应晶体管的电流与流经所述电流检测MOS晶体管的电流之间的电流比值独立于系统电压及系统温度。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述比较单元的第二输入端，所述场效应晶体管的源极连接电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的源极连接所述场效应晶体管的源极，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第二输入端及连接恒定电流源，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS 晶体管的源极连接恒定电流源，所述场效应晶体管的源极连接电池/ 电池组端并且连接比较单元的第一输入端，所述电流检测MOS晶体管的源极连接所述比较单元的第二输入端，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述比较单元的第二输入端，所述场效应晶体管的源极连接电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的源极连接所述场效应晶体管的源极，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第二输入端，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接第一PMOS 晶体管的漏极，所述第一PMOS晶体管的源极连接第二PMOS晶体管的源极，所述第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管的栅极连接并且连接所述比较单元的输出端，所述第二PMOS晶体管的漏极连接第二比较单元的第一输入端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二比较单元的第二输入端连接参考电压，所述第二比较单元的输出端作为电流检测输出端。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述比较单元的第一输入端连接所述场效应晶体管的源极并且连接电池/电池组端，所述比较单元的第二输入端连接所述电流检测MOS晶体管的源极，所述电流检测MOS晶体管的源极连接第一PMOS晶体管的漏极，第一PMOS晶体管的栅极与第二PMOS晶体管的栅极连接并且与所述比较单元的输出端连接，第一PMOS晶体管的源极与第二PMOS晶体管的源极连接，所述第二PMOS晶体管的漏极连接第二比较单元的第一输入端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二比较单元的第二输入端连接负载端/充电器端，所述第二比较单元的输出端作为电流检测输出端。

根据本公开的至少一个实施方式，，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS晶体管的源极经由第一电阻连接至所述场效应晶体管的源极和电池/电池组端，并且连接至比较单元的第二输入端，所述比较单元的第一输入端连接参考电压，所述参考电压基于电池/电池组端的电压生成，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端以及经由第一电阻连接至所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS晶体管的源极连接至所述场效应晶体管的源极和电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第二输入端，所述比较单元的第一输入端连接参考电压，所述参考电压基于负载端/充电器端的电压生成，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端和比较单元的第二输入端，所述场效应晶体管的源极连接至所述电流检测MOS晶体管的源极和电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第一输入端，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端，所述比较单元的输出端与所述第一输入端连接第一电阻。

根据本公开的至少一个实施方式，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端和所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测 MOS晶体管的源极连接比较单元的第二输入端，所述比较单元的第一输入端连接所述场效应晶体管的源极，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端，所述比较单元的输出端与所述第二输入端连接第一电阻。

根据本公开的另一方面，一种电池/电池组管理芯片，包括如上任一项所述的集成器件。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图2示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图3示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图4示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图5示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图6示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图7示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图8示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图9示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图10示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图11示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图12示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图13示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图14示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图15示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图16示出了根据本公开一个实施方式的电池管理示意图。

图17示出了根据本公开一个实施方式的电设备的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

当一个部件被称作“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

图1示出了根据本公开的一种集成器件(开关电路)。其中在该实施方式中，以NMOS晶体管为例进行说明。

如图1所示，该集成器件可以包括场效应晶体管511和电阻512。

场效应晶体管511包括栅极G、源极S、漏极D、衬底B、第一寄生二极管513和第二寄生二极管514，其中第一寄生二极管513和第二寄生二极管514反向串联，第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的串联电路的一端连接源极S，并且串联电路的另一端连接漏极D，第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的连接点与衬底B 连接。

第一寄生二极管513的阳极与第二寄生二极管514的阳极连接，第一寄生二极管513的阴极与漏极连接，第二寄生二极管514的阴极与源极连接。

第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的串联电路设置成，在场效应晶体管511的源极S和漏极D之间不会通过串联电路形成导电通路。

电阻512的一端与连接点连接，电阻512的另一端与源极S连接。作为一个示例，该电阻512为大电阻。

当场效应晶体管511的栅极G与源极S之间的栅源电压V_GS大于场效应晶体管的导通阈值电压V_TH时场效应晶体管511导通。

场效应晶体管511的栅极G与漏极D之间连接有第一开关515。

第一开关设置为：当场效应晶体管断开时，所述第一开关确保所述场效应晶体管的栅极氧化层不会被击穿和/或所述场效应晶体管不形成导电沟道。

在某种情况下，当场效应晶体管511的漏极D的电压≤0时，例如在0V～40V时，第一开关515导通以将场效应晶体管511的栅极G与漏极D连接，当场效应晶体管511的漏极D的电压＞0时，第一开关 515断开以将场效应晶体管511的栅极G与漏极D断开。或者在某些情况下，漏极电压大于栅极电压，则第一开关关断，而漏极电压小于等于栅极电压，第一开关打开。或者在某些情况下，漏极电压小于等于栅极电压减去第一开关的导通电压，则第一开关打开。

第一开关515为耐压二极管，耐压二极管的阳极与场效应晶体管 511的栅极G直接连接或间接连接，耐压二极管的阴极与场效应晶体管511的漏极直接连接或间接连接。在直接连接情况下，耐压二极管的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511 的漏极D。在间接连接的情况下，第一开关515可以与第二电阻516 形成串联电路，串联电路的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511的漏极D。其中需要注意的是，第一开关 515与第二电阻516的串联顺序没有限制。

在图1中示出了第一开关515为齐纳二极管的形式，第一开关515 也可以为肖特基二极管等。

另外根据其他示例，第一开关可以为NMOS晶体管。例如图2所示，NMOS晶体管517具有寄生二极管518，NMOS晶体管517的源极与寄生二极管518的一端与场效应晶体管517的栅极直接连接或间接连接，NMOS晶体管的漏极与寄生二极管518的另一端与场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。在直接连接情况下，场效应晶体管 517的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511的漏极D。在间接连接的情况下，场效应晶体管517可以与第二电阻516形成串联电路，串联电路的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511的漏极D。其中需要注意的是，场效应晶体管517与第二电阻516的串联顺序没有限制。

在使用NMOS晶体管作为第一开关的情况下，使用NMOS晶体管517的寄生二极管518作为耐压二极管，从而可以起到第一开关的作用。

通过第一开关的使用，可以防止NMOS晶体管511的漏端D的高压对NMOS晶体管511造成损坏，例如击穿栅极氧化层。

当电路正常充电时，NMOS晶体管511的导电沟道形成，NMOS 晶体管511导通，使NMOS晶体管511的衬底Bulk区域与NMOS晶体管511的源极S连通。

当电路充电过流时，NMOS晶体管511的导电沟道不会形成，NMOS 晶体管511的沟道处于关断状态。NMOS晶体管511的Bulk区域与源极S断开，Bulk区域处于浮空状态。

由于寄生二极管513和514反向串联连接，寄生二极管513和514 的串联电路无法导通，所以，NMOS晶体管511的源极S到NMOS晶体管511的漏极D也没有电流通路。根据本公开，NMOS晶体管511 的栅极氧化层也不会被击穿。

如图3和图4所示，该第一开关也可以为三极管519的形式。

如图5所示，电池对外部负载放电时，回路中电流的流动方向为：放电电流I_dsg从P-端流向B-端，B-端的电压高于P-端的电压，当检测到 P-端与B-端的电压差(I_dsg*R_on)达到某一阈值时，关断MOS晶体管511，关断放电通路。反向串联的寄生二极管513和514不会形成电流通路。对于第一开关为NMOS晶体管、PMOS晶体管或者三极管等的形式，原理相同。

图6示出了根据本公开的一种充放电开关。其中在该实施方式中，以PMOS晶体管为例进行说明。

如图6所示，该一种充放电开关包括场效应晶体管511(PMOS 晶体管)和电阻512。

场效应晶体管511包括栅极G、源极S、漏极D、衬底B、第一寄生二极管513和第二寄生二极管514，其中第一寄生二极管513和第二寄生二极管514反向串联，第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的串联电路的一端连接源极S，并且串联电路的另一端连接漏极D，第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的连接点与衬底B 连接。

第一寄生二极管513的阴极与第二寄生二极管514的阴极连接，第一寄生二极管513的阳极与漏极连接，第二寄生二极管514的阳极与源极连接。

第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的串联电路设置成，在场效应晶体管511的源极S和漏极D之间不会通过串联电路形成导电通路。

开关512的一端与第一寄生二极管513和第二寄生二极管514的连接点连接，开关的另一端与源极连接。

作为一个示例，场效应晶体管为PMOS晶体管。PMOS晶体管512 的栅极G与场效应晶体管的PMOS晶体管511的栅极G连接。

当场效应晶体管511的栅极G与源极S之间的栅源电压V_GS小于场效应晶体管的导通阈值电压V_TH时场效应晶体管511导通，并且开关导通以使得场效应晶体管511的源极S与衬底B连通，当栅源电压 V_GS大于导通阈值电压V_TH时场效应晶体管511断开，并且开关断开以使得场效应晶体管511的源极S与衬底B断开，衬底B处于浮空状态。

通过开关将场效应晶体管511的源极S与衬底B连通且场效应晶体管511导通，场效应晶体管511的导电沟道形成，并且通过开关将场效应晶体管511的源极S与衬底B断开时，场效应晶体管511的导电沟道不形成。

场效应晶体管511的栅极G与漏极D之间连接有第一开关515。所述第一开关设置为：当所述场效应晶体管断开时，所述第一开关确保所述场效应晶体管的栅极氧化层不会被击穿和/或所述场效应晶体管不形成导电沟道。当场效应晶体管511的漏极D的电压＞0时，第一开关515导通以将场效应晶体管511的栅极G与漏极D连接，当场效应晶体管511的漏极D的电压≤0时，第一开关515断开以将场效应晶体管511的栅极G与漏极D断开。或者在某些情况下，漏极电压小于等于栅极电压，则第一开关关断，而漏极电压大于栅极电压，第一开关打开。或者在某些情况下，漏极电压大于栅极电压加上第一开关的导通电压，则第一开关打开。

第一开关515为耐压二极管，耐压二极管的阳极与场效应晶体管 511的栅极G直接连接或间接连接，耐压二极管的阴极与场效应晶体管511的漏极直接连接或间接连接。在直接连接情况下，耐压二极管的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511 的漏极D。在间接连接的情况下，第一开关515可以与第二电阻516 形成串联电路，串联电路的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511的漏极D。其中需要注意的是，第一开关 515与第二电阻516的串联顺序没有限制。

在图7中示出了第一开关515为齐纳二极管的形式，第一开关515 也可以为肖特基二极管等。

另外根据其他示例，第一开关可以为PMOS晶体管。例如图7所示，PMOS晶体管517具有寄生二极管518，PMOS晶体管517的源极与寄生二极管518的一端与场效应晶体管517的栅极直接连接或间接连接，PMOS晶体管517的漏极与寄生二极管518的另一端与场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。在直接连接情况下，场效应晶体管517的一端连接场效应晶体管511的栅极G，另一端连接场效应晶体管511的漏极D。在间接连接的情况下，场效应晶体管517可以与第二电阻516形成串联电路，串联电路的一端连接场效应晶体管511 的栅极G，另一端连接场效应晶体管511的漏极D。其中需要注意的是，场效应晶体管517与第二电阻516的串联顺序没有限制。

在使用PMOS晶体管作为第一开关的情况下，使用PMOS晶体管 617的寄生二极管618作为耐压二极管，从而可以起到第一开关的作用。

通过第一开关的使用，可以防止PMOS晶体管511的漏端D的高压对PMOS晶体管511造成损坏。

当电路正常充电时，PMOS晶体管511的导电沟道形成，PMOS晶体管511导通，使PMOS晶体管511的衬底Bulk区域与PMOS晶体管 511的源极S连通。

例如在电池对外部负载放电时，其原理同上，并且第一开关可以变换成NMOS晶体管、三极管等形式，可以分别参照上面的描述，在此不再赘述。

在本公开中，场效应晶体管、第一开关、第二电阻等均可以集成在一个器件中，另外，电阻512也可以集成在该器件中。

如图8所示，根据本公开提供了一种电池管理系统10，其中该电池管理系统可以用于对电池或电池组20进行管理，该电池管理系统可以为芯片的形式。需要注意的是，在本公开中，充放电开关可以集成在该芯片的内部，也可以设置在该芯片的外部。在本公开的附图中，以充放电开关设置在芯片内部的形式进行描述。此外，外部充电器或外部负载30 可以连接在电池或电池组20正负两端，以便对电池或电池组20进行充电操作或放电操作。

如图8所示，电池管理系统10可以包括VDD产生器100、电压采集单元200、逻辑控制单元300、驱动单元400及电流控制检测电路500 (集成器件)。

VDD产生器100根据电池组20的最高电压来生成VDD电压以供芯片内部使用。

电压采集单元200用于对电池或电池组20的电压进行采集，当为电池组的形式时，电压采集单元200对每节电池的电压进行采集，并且电压采集单元200将采集到的电池电压提供至控制逻辑单元300，并且控制逻辑单元300通过驱动单元400来对充放电开关进行控制。

电流控制检测电路500接收来自驱动单元400的信号来对电池的充放电进行控制。电流控制检测电路500可以包括充放电开关510及电流检测单元520。

充放电开关510串联在电池与第一连接端P-之间的或者电池与第二连接端P+之间的电流路径上。

电流检测单元520用于检测流经充放电开关510的充放电电流。

控制逻辑单元300根据电流检测单元520所检测的电流值对充放电开关510进行控制，其中，充放电开关的导通阻抗值与电流检测单元的导通阻抗值之间的比值保持恒定。流经充放电开关的电流与流经电流检测单元的电流之间的比值保持恒定。

流经充放电开关的电流与流经所述检测单元的电流之间的比值独立于系统电压及系统温度。

也就是说，充放电开关的导通阻抗值与检测单元的导通阻抗值之间的比值、以及流经充放电开关的电流与流经所述检测单元的电流之间的比值，不会受到系统电压及系统温度的影响。

充放电开关为MOS晶体管并且为一个MOS晶体管来实现充电电流控制和放电电流控制。

检测单元的MOS晶体管与充放电开关为相同类型的MOS晶体管。

首先，在本公开中通过采用一个MOS晶体管(上面提及的MOS 管511)来作为充放电开关。下面将对其进行详细的说明。

在本公开中，充放电开关的MOS晶体管及检测单元的MOS晶体管被集成在一个芯片。此外，该芯片还可以集成其他器件。

在本公开中，电流检测单元与充放电开关集成在一个芯片中，例如可以设置在一个晶元中。

下面将以图所示的充放电开关为例进行说明，对于其他形式，可以参考相对于图的说明。具体地，将图的充放电开关替换为其他形式的充放电开关。下面将参照图9至图16对各种电流控制检测电路500 的实施方式进行详细的描述，其中如图9至图16中所示的虚线框中的部件可以被集成在一个晶圆中，从而形成一个单独的器件。

图9示出了根据本公开的第一实施方式的示意图。该第一实施方式用于对电池放电过流进行控制。

充放电控制单元可以包括检测单元和比较单元，比较单元的第一输入端连接与检测单元的第一端的电压相关的电压，比较单元的第二输入端连接与充放电开关的第一端的电压相关的电压，检测单元的第二端与充放电开关的第二端连接。充放电开关为511。检测单元为一个NMOS晶体管531a。

晶体管531a的漏极连接比较单元的第一输入端，晶体管511的漏极连接外部负端P-并且连接比较单元的第二输入端，晶体管531a的源极连接晶体管511的源极并且连接电池负端B-。晶体管531a的栅极可以与晶体管511的栅极连接，并且接收驱动单元的驱动控制信号IN 以进行导通与断开。或者晶体管511的栅极连接驱动控制信号IN，而晶体管531a的栅极也可以接收其他控制信号至少保持其进行检测时的导通。另外，晶体管531a与晶体管511的Bulk(衬底)可以连接在一起，也可以不连接在一起(对于图10至图16中的实施方式，晶体管531a与511也可以采用这种方式)。检测单元的NMOS晶体管531a 的漏极连接恒定电流Idc，该恒定电流Idc与系统的电压及温度无关。

并且放电电流Idsg从充放电开关的第一端(图中示出了连接外部充电器或外部负载300的负端，也就是P-端)流向第二端。当充放电开关的第一端的电压大于检测单元的NMOS晶体管的漏极侧的电压时，比较单元的比较结果翻转，并且控制逻辑单元控制放电控制开关的断开。

具体而言，可以在芯片内部产生一个恒定电流Idc，该恒定电流 Idc与系统的电压及温度无关，恒定电流在NMOS晶体管531a上产生一个电压Va(NMOS晶体管531a的漏极端的电压)。由于NMOS晶体管511和531a为相同类型的NMOS晶体管，因此，即便系统的温度或者电压发生变化，NMOS晶体管531a的等效导通阻抗与NMOS 晶体管511的等效导通阻抗之和也可以保持为恒定值K：1(相应地尺寸比例为1：K)。

比较单元532a用于电压Va和电压VP-(P-端的电压)，当VP-大于Va时，比较单元532a的输出信号进行翻转，并且控制逻辑单元300 接收到翻转信号之后，通过驱动单元400输出控制信号OD来关断充放电开关。

图10示出了根据本公开的第二实施方式的示意图。该第二实施方式用于对电池充电过流进行控制。充放电控制单元可以包括检测单元和比较单元，比较单元的第二输入端连接与检测单元的第二端的电压相关的电压，比较单元的第一输入端连接与充放电开关的第二端的电压相关的电压，检测单元的第一端与充放电开关的第一端连接。充放电开关为充放电开关511。检测单元为一个NMOS晶体管531b。比较单元 532b的一个输入端连接B-端的电压，另一个输入端连接晶体管531b 的源极，并且其漏极连接P-端。

具体而言，可以在芯片内部产生一个恒定电流Idc，该恒定电流 Idc与系统的电压及温度无关，恒定电流在NMOS晶体管531b上产生一个电压Vb(NMOS晶体管531b的漏极端的电压)。由于NMOS晶体管511和531b为相同类型的NMOS晶体管，因此，即便系统的温度或者电压发生变化，NMOS晶体管531b的等效导通阻抗与NMOS 晶体管511的等效导通阻抗之和也可以保持为恒定值K：1。

比较单元532b用于电压Vb和电压VB-(B-端的电压)，当VB- 大于Vb时，比较单元532b的输出信号进行翻转，并且控制逻辑单元 300接收到翻转信号之后，通过驱动单元400输出控制信号来断开充放电开关。对于NMOS晶体管531b与511的栅极的连接方式可以参照第一实施方式的描述，而且在下面实施方式中的连接方式也可以参照第一实施方式的描述。

图11示出了根据本公开的第三实施方式的示意图。该第三实施方式用于对电池放电过流进行控制。放电电流Idsg从P-端流向B-端。

在该实施方式中，检测单元为一个NMOS晶体管531c，NMOS 晶体管531c的源极连接至充放电开关511的第二端(图中示出了放电开关的右端，也就是电池的负端B-端)。

NMOS晶体管531c的漏极连接镜像电路，该镜像电路包括PMOS 晶体管533c和534c，NMOS晶体管531c的漏极可以连接至PMOS晶体管533c的漏极，并且PMOS晶体管533c的源极可以连接系统电压 (例如VDD)，并且PMOS晶体管533c的栅极与PMOS晶体管534c 的栅极连接，PMOS晶体管534c的源极可以连接系统电压。

NMOS晶体管531c的源极连接至B-端，并且其栅极可以连接至系统电压VDD，比较单元532c的一个输入端连接至NMOS晶体管 531c的漏极，并且比较单元532c的另一个输入端连接至充放电开关的第一端(图中示出了连接外部充电器或外部负载300的负端，也就是P-端)。

比较单元532c的输出连接至PMOS晶体管533c和534c的栅极，并且PMOS晶体管534c的漏极连接电阻535c。

还包括比较器536c，比较器536c的一个输入端连接至PMOS晶体管534c的漏极以便向比较器536a的一个输入端输入由电阻535c所生成的电压，比较器536c的另一个输入端连接基准电压Vref。

在该实施方式中，比较单元532c可以使得NMOS晶体管531c的漏极侧的电压Vc与P-侧的电压VP-相同。

其中，NMOS晶体管531c、511为相同类型的NMOS晶体管，因此即使温度和电压发生变化，NMOS晶体管531c的等效导通阻抗与 NMOS晶体管511的等效导通阻抗之间的比较将会保持为恒定值K：1。这样，由于Vc＝VP-，故流经NMOS晶体管531c的电流与流经NMOS 晶体管511的电流保持为1：K。

PMOS晶体管533c和PMOS晶体管534c位相同类型的PMOS晶体管，工作在饱和区。这样流经NMOS晶体管531c的电流可以被镜像至电阻535c所在的路径，这样会在电阻535c(阻值假设为Rc)上产生电压，通过该电压Vr与基准电压Vref进行比较，当Vr大于Vref 时，比较器536c进行翻转，这样逻辑控制单元300可以根据该翻转信号来控制驱动单元400，通过驱动单元400输出控制信号来关断NMOS 晶体管511。

由于在放电NMOS管520关断的时候，流经NMOS晶体管511的电流为Vref/Rc*K。而Vref及Rc为固定值，K为恒定比值，在系统电压和温度变化时，该三个值也不会发生变化，这样流经NMOS晶体管 511的电流不会发生变化，也就是说检测到的放电过电流不会随电压或温度进行变化。

图12示出了根据本公开的第四实施方式的示意图。

该第四实施方式用于对电池充电过流进行控制。充电电流Ichg从B- 端流向P-端。

在该实施方式中，检测单元为一个NMOS晶体管531d，NMOS 晶体管531d的源极连接至充放电开关的第一端(图中示出了连接外部充电器或外部负载300的负端，也就是P-端)。

NMOS晶体管531d的漏极连接镜像电路，该镜像电路包括PMOS 晶体管533d和534d，NMOS晶体管531d的漏极可以连接至PMOS 晶体管533d的漏极，并且PMOS晶体管533d的源极可以连接系统电压(例如VDD)，并且PMOS晶体管533d的栅极与PMOS晶体管534d 的栅极连接，PMOS晶体管534d的源极可以连接系统电压。

NMOS晶体管531d的源极连接至P-端，并且其栅极可以连接至系统电压VDD，比较单元532d的一个输入端连接至NMOS晶体管 531d的漏极，并且比较单元532d的另一个输入端连接至充放电开关的第二端(图中示出了放电开关的右端，也就是电池的负端B-端)。

比较单元532d的输出连接至PMOS晶体管533d和534d的栅极，并且PMOS晶体管534d的漏极连接电阻535d。

还包括比较器536d，比较器536d的一个输入端连接至PMOS晶体管534d的漏极以便向比较器536d的一个输入端输入由电阻535d 所生成的电压，比较器536d的另一个输入端连接基准电压Vref。

在该实施方式中，比较单元532d可以使得NMOS晶体管531d的漏极侧的电压Vc与B-侧的电压VB-相同。

其中，NMOS晶体管531d、511为相同类型的NMOS晶体管，因此即使温度和电压发生变化，NMOS晶体管531d的等效导通阻抗与 NMOS晶体管511的等效导通阻抗之间的比较将会保持为恒定值K：1。这样，由于Vc＝VB-，故流经NMOS晶体管531d的电流与流经NMOS 晶体管511的电流保持为1：K。

PMOS晶体管533d和PMOS晶体管534d位相同类型的PMOS晶体管，工作在饱和区。这样流经NMOS晶体管531d的电流可以被镜像至电阻535d所在的路径，这样会在电阻535d(阻值假设为Rd)上产生电压，通过该电压Vr与基准电压Vref进行比较，当Vr大于Vref 时，比较器536c进行翻转，这样逻辑控制单元300可以根据该翻转信号来控制驱动单元400，通过驱动单元400输出控制信号来关断晶体管511。

由于在晶体管511关断的时候，流经NMOS晶体管511的电流为 Vref/Rd*K。而Vref及Rd为固定值，K为恒定比值，在系统电压和温度变化时，该三个值也不会发生变化，这样流经NMOS晶体管5 511 的电流不会发生变化，也就是说检测到的充电过电流不会随电压或温度进行变化。

图13示出了根据本公开的第五实施方式的示意图。

该第五实施方式用于对电池放电过流进行控制。放电电流Idsg从P- 端流向B-端。充放电开关为晶体管511。检测单元包括串联的电阻533e 与NMOS晶体管531e。

电阻533e的阻值远小于NMOS晶体管531e的导通阻抗。晶体管 531e的漏极连接P-端，源极连接电阻533e的一端，电阻533e的另一端连接B-端。

NMOS晶体管531e与电阻533e的连接点连接至比较单元534e的一个输入端，而比较单元534e的另一输入端则连接基于VB-(B-端的电压) 所生成的基准电压Vref。该基准电压Vref的生成可以基于VB-通过电压生成单元535e来生成(例如以VB-为参考零电位的电压，其可以在芯片内部产生)。

NMOS晶体管531e与NMOS晶体管511为相同类型的NMOS晶体管。NMOS晶体管531e的导通阻抗与NMOS晶体管511的导通阻抗的比值恒定为K：1。同时为了保证精度，电阻533e的阻值Re设置为远小于NMOS晶体管531e的导通阻抗。这样比较NMOS晶体管532e与电阻533e的连接点的电压Ve与Vref，当Ve大于Vref时，比较器534e进行翻转，这样逻辑控制单元300可以根据该翻转信号来控制驱动单元 400，通过驱动单元400输出控制信号来关断放电NMOS晶体管511。

由于在NMOS晶体管关断的时候，流经NMOS晶体管511的电流为Vref/Re*K。而Vref及Re为固定值，K为恒定比值，在系统电压和温度变化时，该三个值也不会发生变化，这样流经NMOS晶体管511 的电流不会发生变化，也就是说检测到的放电过电流不会随电压或温度进行变化。

图14示出了根据本公开的第六实施方式的示意图。

该第六实施方式用于对电池充电过流进行控制。充电电流Ichg从B- 端流向P-端。充放电控制单元可以包括检测单元和比较单元。比较单元的第一输入端连接与检测单元的第二端的电压相关的电压，比较单元的第一输入端连接与充放电开关的第一端的电压相关的电压，检测单元的第一端与充放电开关的第一端连接。

充放电开关为NMOS晶体管511。

检测单元包括串联的电阻533f与NMOS晶体管531f。在对充电电流进行控制的情况下，所述检测单元的电阻的一端连接至所述充放电开关的第一端，另一端连接至所述检测单元的NMOS管的一端，另一端连接至所述充放电开关的第二端，并且所述检测单元的电阻与 NMOS晶体管的连接点连接至所述比较单元的第一输入端，所述比较单元的第二输入端连接基于所述充放电开关的第二端的电压所生成的基准电压，当所述比较单元的第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，所述比较单元的比较结果翻转，并且所述控制逻辑单元控制所述充电控制开关的断开。所述检测单元的电阻的阻值远小于所述检测单元的NMOS晶体管的导通阻抗。

NMOS晶体管531f的源极连接B-端，漏极连接电阻533f的一端，电阻533f的另一端连接P-端。NMOS晶体管531f与电阻533f的连接点连接至比较单元534f的一个输入端，而比较单元534f的另一输入端则连接基于VP-(P-端的电压)所生成的基准电压Vref。该基准电压Vref的生成可以基于VP-通过电压生成单元来生成(例如以VP-为参考零电位的电压，其可以在芯片内部产生)。

NMOS晶体管531f与NMOS晶体管511为相同类型的NMOS晶体管。NMOS晶体管531f的导通阻抗与NMOS晶体管511的导通阻抗的比值恒定为K：1。同时为了保证精度，电阻533f的阻值Rf设置为远小于 NMOS晶体管531f的导通阻抗。这样比较NMOS晶体管532f与电阻533f的连接点的电压Vf与Vref，当Vf大于Vref时，比较器534f进行翻转，这样逻辑控制单元300可以根据该翻转信号来控制驱动单元400，通过驱动单元400输出控制信号来关断开关511。

由于在开关511关断的时候，流经NMOS晶体管511的电流为 Vref/Rf*K。而Vref及Rf为固定值，K为恒定比值，在系统电压和温度变化时，该三个值也不会发生变化，这样流经NMOS晶体管511的电流不会发生变化，也就是说检测到的充电过电流不会随电压或温度进行变化。

图15示出了根据本公开的第七实施方式的示意图。

该第七实施方式用于对电池充电过流进行控制。放电电流Idsg从P- 端流向B-端。充放电控制单元可以包括检测单元和比较单元。比较单元的第一输入端连接与检测单元的第二端的电压相关的电压，比较单元的第一输入端连接与充放电开关的第一端的电压相关的电压，检测单元的第一端与充放电开关的第一端连接。充放电开关为充电511。

在该实施方式中，比较单元为运算放大器，所述运算放大器的第二输入端与所述运算放大器的输出端之间串联有检测电阻，所述比较单元的NMOS晶体管的一端连接至所述运算放大器的第二输入端并且所述比较单元的NMOS晶体管的另一端连接至所述充放电开关的第二端，所述运算放大器的第一输入端连接至所述充放电开关的第一端。

通过所述检测电阻所生成的电压及所述检测电阻的电阻值来得到所述充电电流或所述放电电流的电流值。

下面将参照图15进行详细的描述。其中检测单元可以包括NMOS 晶体管531g。NMOS晶体管531g可以为NMOS晶体管511相同类型的 NMOS晶体管。

NMOS晶体管531g的源极与B-端连接，其漏极连接运算放大器533g 的一个输入端。运算放大器533g的另一个输入端连接P-端。

下面将对该实施方式的原理进行详细地说明。

充电时外接外部负载，外部负载连接在电池输出正极P+和输出负极P-之间，其电阻值为R_Load，这样电池的放电电流Idsg为 [V(P+)-V(P-)]/R_Load。

运算放大器533g可以使得NMOS晶体管531g的源端电压与电池输出的负极P-端的电压相同，NMOS晶体管531g与NMOS晶体管511是同一类型NMOS晶体管。因此即使温度或电压改变，NMOS晶体管531g 的导通电阻也与NMOS晶体管511的导通电阻的比例始终保持为恒定值 K：1。这样流经NMOS晶体管531g的电流与流经NMOS晶体管511的电流恒定地保持为1：K。

因为运算放大器533g的负反馈作用，运算放大器533g的负输入端即 NMOS晶体管531g的源端电压与电池输出的负极P-端电压相同。

因为运算放大器533g的输入端阻抗近似无穷大，NMOS晶体管531g 的电流全部流入采样电阻534g(电阻值为Rg)。

这样，运算放大器533g的输出电压V_sns＝Rg*Idsg/k+V(P-)。V(P-)为 P-端电压。

V(P-)＝V(B-)+Idsg*(R_on)。V(B-)为B-端的电压，R_on1为NMOS晶体管511的等效电阻。

B-端为电池的接地端，因此V(B-)可以认为是系统的“地”点位，因此 V(B-)＝0。

这样，V(P-)＝Idsg*(R_on)。

V_sns＝Rg*Idsg/K+V(P-)＝Rg*Idsg/K+Idsg*(R_on)

＝Idsg*[(Rg/K+(R_on)]。

通常，Rg/K>>(R_on)，因此上式可以等效为V_sns＝Idsg*Rg/K， Idsg＝K*V_sns/Rg。

V_sns值可以被后续电压采样电路获得，Rg为预先电路设计值，从而准确获得流过充放电开关的放电电流Idsg大小，从而不会受到系统的电压或者温度的影响。

图16示出了根据本公开的第八实施方式的示意图。

该第八实施方式用于对电池充电过流进行控制。充电电流Ichg从B- 端流向P-端。充放电控制单元可以包括检测单元和比较单元。比较单元的第一输入端连接与检测单元的第二端的电压相关的电压，比较单元的第一输入端连接与充放电开关的第一端的电压相关的电压，检测单元的第一端与充放电开关的第一端连接。充放电开关为充电511。

在该实施方式中，比较单元为运算放大器，所述运算放大器的第二输入端与所述运算放大器的输出端之间串联有检测电阻，所述比较单元的NMOS晶体管的一端连接至所述运算放大器的第二输入端并且所述比较单元的NMOS晶体管的另一端连接至所述充放电开关的第二端，所述运算放大器的第一输入端连接至所述充放电开关的第一端。

通过所述检测电阻所生成的电压及所述检测电阻的电阻值来得到所述充电电流或所述放电电流的电流值。

检测单元可以包括NMOS晶体管531h。NMOS晶体管531h可以为 NMOS晶体管511相同类型的NMOS晶体管。

NMOS晶体管531h的漏极与P-端连接，其源极连接运算放大器533h 的一个输入端。NMOS晶体管531h的栅极连接控制信号IN。运算放大器533h的另一个输入端连接B-端。

下面将对该实施方式的原理进行详细地说明。

NMOS晶体管531h与NMOS晶体管511是同一类型NMOS晶体管。因此即使温度或电压改变，NMOS晶体管531h的导通电阻与NMOS晶体管511的导通电阻的比例始终保持为恒定值K：1。这样流经NMOS 晶体管531h的电流与流经NMOS晶体管511的电流恒定地保持为1：K。

充电时外部充电器连接于电池的输出正极(P+)和电池的输出负极(P-) 之间，从外部充电器向电池包的充电电流大小为Ichg*(1+1/K)。流经充 NMOS晶体管511的电流为Ichg，而流经NMOS晶体管531h的电流为 Ichg/K。

运算放大器533h可以使NMOS晶体管531h的源端电压与电池负极 B-的电压相同，电池组负极B-的电压为系统“地”点位，因此V(B-)＝0。

因为运算放大器533h的负反馈作用，运算放大器533h的负输入端，即NMOS晶体管531h的源端电压与电池输出的负极P-的电压相同。

又因为运算放大器533h的输入端阻抗近似无穷大，NMOS晶体管 531h的电流全部流入采样电阻534h(其阻值为Rh)。

这样，运算放大器533h的输出电压V_sns＝Rh*Ichg/K+V(B-)＝Rh* Ichg/K。因为V_sns值可以被后续电压采样电路获得，Rh为预先电路设计值，从而准确获得流过充放电开关的充电电流Ichg大小，从而不会受到系统的电压或者温度的影响。

此外，虽然在附图及文字描述中，以NMOS晶体管为例进行了说明，但是也可以使用其他类型的MOS晶体管，例如PMOS晶体管。

通过本公开的实施方式，可以在不受系统温度或电压，并且也可以避免受到晶体管本身的影响，从而根据本公开的技术方案，可以实现充放电电流的高精度检测。

根据本公开的进一步的技术方案，本公开提供了一种电池管理芯片 10，其中该电池管理芯片可以集成有上述电流控制检测电路；该电池管理芯片可以集成有电流控制检测电路及充放电开关。此外，电池管理芯片还可以集成有如图所示的电压采集单元、VDD产生器、驱动单元等。

本公开还提供了一种电设备，如图17所示，该电设备包括电池或电池组及电池管理芯片，所述电池用于对电设备的其他设备进行供电，或者通过充电器为电池供电，并且电池管理系统用于对所述电池进行管理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/ 方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/ 方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (28)

1.一种集成器件，所述集成器件用于电池/电池组的充电控制和/或放电控制，其特征在于，包括：

场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极、源极、漏极、衬底、第一寄生二极管和第二寄生二极管，其中所述第一寄生二极管和第二寄生二极管反向串联，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路的一端连接所述源极，并且所述串联电路的另一端连接所述漏极，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的连接点与所述衬底连接；以及

连接电阻，所述连接电阻的一端与所述连接点连接，所述连接电阻的另一端与所述源极连接。

2.如权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路设置成，在所述源极和所述漏极之间不会通过所述串联电路形成导电通路。

3.如权利要求2所述的集成器件，其特征在于，

所述场效应晶体管为NMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压大于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压小于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开；或者，

所述场效应晶体管为PMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压小于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压大于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开。

4.如权利要求3所述的集成器件，其特征在于，

所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阳极与所述第二寄生二极管的阳极连接，所述第一寄生二极管的阴极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阴极与所述源极连接；或者

所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阴极与所述第二寄生二极管的阴极连接，所述第一寄生二极管的阳极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阳极与所述源极连接。

5.如权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

所述第一开关设置为：当所述场效应晶体管断开时，所述第一开关确保所述场效应晶体管的栅极氧化层不会被击穿和/或所述场效应晶体管不形成导电沟道。

6.如权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，所述第一开关为耐压二极管，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

7.如权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有三极管，所述三极管的发射极/集电极连接所述场效应晶体管的栅极，所述三极管的集电极/发射极连接所述场效应晶体管的漏极。

8.如权利要求1所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一开关为第二NMOS晶体管开关，所述第二NMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二NMOS晶体管的源极与第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二NMOS晶体管的漏极与第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者

当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一开关为第二PMOS晶体管开关，所述第二PMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二PMOS晶体管开关的源极和第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二PMOS晶体管的漏极和第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

9.一种集成器件，所述集成器件用于电池/电池组的充电控制和/或放电控制，其中通过第一连接端和第二连接端为所述电池/电池组进行充电和放电，其特征在于，所述集成器件集成有：

场效应晶体管，所述场效应晶体管包括栅极、源极、漏极、衬底、第一寄生二极管和第二寄生二极管，其中所述第一寄生二极管和第二寄生二极管反向串联，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路的一端连接所述源极，并且所述串联电路的另一端连接所述漏极，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的连接点与所述衬底连接；连接电阻，所述连接电阻的一端与所述连接点连接，所述连接电阻的另一端与所述源极连接；以及

电流检测MOS晶体管，所述电流检测MOS晶体管用于检测流过所述场效应晶体管的充电电流和/或放电电流。

10.如权利要求9所述的集成器件，其特征在于，所述第一寄生二极管和第二寄生二极管的串联电路设置成，在所述源极和所述漏极之间不会通过所述串联电路形成导电通路。

11.如权利要求10所述的集成器件，其特征在于，

所述场效应晶体管为NMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压大于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压小于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开；或者，

所述场效应晶体管为PMOS晶体管，当所述栅极与所述源极之间的栅源电压小于所述场效应晶体管的导通阈值电压时所述场效应晶体管导通，当所述栅源电压大于所述导通阈值电压时所述场效应晶体管断开。

12.如权利要求11所述的集成器件，其特征在于，

所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阳极与所述第二寄生二极管的阳极连接，所述第一寄生二极管的阴极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阴极与所述源极连接；或者

所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一寄生二极管的阴极与所述第二寄生二极管的阴极连接，所述第一寄生二极管的阳极与所述漏极连接，所述第二寄生二极管的阳极与所述源极连接。

13.如权利要求9所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

所述第一开关设置为：当所述场效应晶体管断开时，所述第一开关确保所述场效应晶体管的栅极氧化层不会被击穿和/或所述场效应晶体管不形成导电沟道。

14.如权利要求9所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，所述第一开关为耐压二极管，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述耐压二极管的阴极与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述耐压二极管的阳极与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

15.如权利要求9所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有三极管，所述三极管的发射极/集电极连接所述场效应晶体管的栅极，所述三极管的集电极/发射极连接所述场效应晶体管的漏极。

16.如权利要求9所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的栅极与漏极之间连接有第一开关，

当所述场效应晶体管为NMOS晶体管时，所述第一开关为第二NMOS晶体管开关，所述第二NMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二NMOS晶体管的源极与第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二NMOS晶体管的漏极与第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接；或者

当所述场效应晶体管为PMOS晶体管时，所述第一开关为第二PMOS晶体管开关，所述第二PMOS晶体管开关具有第三寄生二极管，所述第二PMOS晶体管开关的源极和第三寄生二极管的一端、与所述场效应晶体管的栅极直接连接或间接连接，所述第二PMOS晶体管的漏极和第三寄生二极管的另一端、与所述场效应晶体管的漏极直接连接或间接连接。

17.如权利要求9至16中任一项所述的集成器件，其特征在于，还包括比较单元，所述比较单元的第一输入端连接与所述电流检测MOS晶体管的第一端的电压相关的电压，所述比较单元的第二输入端连接与所述场效应晶体管的第一端的电压相关的电压，所述电流检测MOS晶体管的第二端与所述场效应晶体管的第二端连接；以及

控制逻辑单元，所述控制逻辑单元根据所述比较单元所输出的比较结果来对场效应晶体管进行控制，

其中，所述场效应晶体管的导通阻抗值与所述电流检测MOS晶体管的导通阻抗值之间的阻抗比值保持恒定。

18.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，流经所述场效应晶体管的电流与流经所述电流检测MOS晶体管的电流之间的电流比值保持恒定。

19.如权利要求18所述的集成器件，其特征在于，流经所述场效应晶体管的电流与流经所述电流检测MOS晶体管的电流之间的电流比值独立于系统电压及系统温度。

20.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述比较单元的第二输入端，所述场效应晶体管的源极连接电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的源极连接所述场效应晶体管的源极，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第二输入端及连接恒定电流源，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

21.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS晶体管的源极连接恒定电流源，所述场效应晶体管的源极连接电池/电池组端并且连接比较单元的第一输入端，所述电流检测MOS晶体管的源极连接所述比较单元的第二输入端，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

22.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述比较单元的第二输入端，所述场效应晶体管的源极连接电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的源极连接所述场效应晶体管的源极，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第二输入端，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接第一PMOS晶体管的漏极，所述第一PMOS晶体管的源极连接第二PMOS晶体管的源极，所述第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管的栅极连接并且连接所述比较单元的输出端，所述第二PMOS晶体管的漏极连接第二比较单元的第一输入端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二比较单元的第二输入端连接参考电压，所述第二比较单元的输出端作为电流检测输出端。

23.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述比较单元的第一输入端连接所述场效应晶体管的源极并且连接电池/电池组端，所述比较单元的第二输入端连接所述电流检测MOS晶体管的源极，所述电流检测MOS晶体管的源极连接第一PMOS晶体管的漏极，第一PMOS晶体管的栅极与第二PMOS晶体管的栅极连接并且与所述比较单元的输出端连接，第一PMOS晶体管的源极与第二PMOS晶体管的源极连接，所述第二PMOS晶体管的漏极连接第二比较单元的第一输入端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地，所述第二比较单元的第二输入端连接负载端/充电器端，所述第二比较单元的输出端作为电流检测输出端。

24.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端及所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS晶体管的源极经由第一电阻连接至所述场效应晶体管的源极和电池/电池组端，并且连接至比较单元的第二输入端，所述比较单元的第一输入端连接参考电压，所述参考电压基于电池/电池组端的电压生成，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

25.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端以及经由第一电阻连接至所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS晶体管的源极连接至所述场效应晶体管的源极和电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第二输入端，所述比较单元的第一输入端连接参考电压，所述参考电压基于负载端/充电器端的电压生成，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端。

26.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端和比较单元的第二输入端，所述场效应晶体管的源极连接至所述电流检测MOS晶体管的源极和电池/电池组端，所述电流检测MOS晶体管的漏极连接比较单元的第一输入端，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端，所述比较单元的输出端与所述第一输入端连接第一电阻。

27.如权利要求17所述的集成器件，其特征在于，所述场效应晶体管的漏极连接负载端/充电器端和所述电流检测MOS晶体管的漏极，所述电流检测MOS晶体管的源极连接比较单元的第二输入端，所述比较单元的第一输入端连接所述场效应晶体管的源极，所述比较单元的输出端作为电流检测输出端，所述比较单元的输出端与所述第二输入端连接第一电阻。

28.一种电池/电池组管理芯片，其特征在于，包括如权利要求1至27中任一项所述的集成器件。

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