检测选通模块、电池管理系统及电池管理芯片

技术领域

本公开涉及一种检测选通模块、电池管理系统及电池管理芯片。

背景技术

在电池管理系统中，需要对每节电池电压进行测量，通常通过选通电路来选择需要被测量的那节电池，然后通过模数转换器将采集的电压转换成数字信号，并且提供给控制器，控制器根据采集的电压信号来对电池进行管理，例如可以对充放电开关进行控制等。

在本公开中，提出了技术方案，以便解决如何对于选通电路进行准确地控制，从而可靠地对每节电池的电压进行测量的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种检测选通模块、电池管理系统及电池管理芯片。

根据本公开的一个方面，一种电池管理系统中的检测选通模块，所述检测选通模块用于选择检测串联的N节电池的电池组中的每一节电池的电压，其中N≥1，包括：

N个选通开关，所述N个选通开关中的第i个选通开关分别与N节电池中的第i个电池的正端连接，当第i个选通开关导通时，则检测第i个电池的电压，其中1≤i≤N；

N个保护电路，所述N个保护电路的第i个保护电路用于保护所述N个选通开关中的第i个选通开关；以及

N个电压产生电路，所述N个电压产生电路中的第i个电压产生电路用于产生使得所述N个选通开关中的第i个选通开关导通的导通电压和使得所述第i个选通开关断开的关断电压。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，当检测第i节电池的电池电压时，通过第i个选通开关和第i-1的选通开关导通来检测所述第i节电池的两端电池电压。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个选通开关包括第一晶体管和第二晶体管，其中所述第一晶体管的漏极连接第i个电池正端的电池电压，并且所述第一晶体管的源极连接所述第二晶体管的源极，所述第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，并且所述第二晶体管的漏极输出采样电池电压。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，第i个保护电路为保护二极管，所述第i个保护二极管的阴极连接第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管的源极，所述第i个保护二极管的阳极连接第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管的栅极。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，当检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成比第i节电池正端的电池电压高预定电压值的控制电压，来使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通，并且通过第i-1个电压产生电路生成比第i-1节电池正端的电池电压高预定电压值的控制电压，来使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通；

当不检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成比第i节电池正端的电池电压低的控制电压，来使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开，通过第i-1个电压产生电路生成比第i-1节电池正端的电池电压低的控制电压，来使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，当检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通的导通电压，并且通过第i-1个电压产生电路生成使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通的导通电压；

当不检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开的关断电压，通过第i-1个电压产生电路生成使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开的断开电压。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括电容，通过所述电容的充电和放电来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一NMOS晶体管的漏极连接电池组的最高电压，第一NMOS晶体管的栅极连接第i节电池正端的电池电压，第一NMOS晶体管的源极连接第二NMOS晶体管的漏极，第一NMOS晶体管的源极连接第二二极管的阴极，第一NMOS晶体管的栅极连接第二二极管的阳极，第二NMOS晶体管的源极接地，第三NMOS晶体管的漏极连接恒定电流源，第三NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第三NMOS晶体管的栅极连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接第二NMOS晶体管的栅极，第二NMOS晶体管的栅极与第二开关的一端连接，第二开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第四NMOS晶体管的源极接地，第四NMOS晶体管的栅极与第四开关的一端连接，并且第四开关的另一端接地，第一PMOS晶体管的栅极与第一NMOS晶体管的源极连接，第一PMOS晶体管的源极连接第i节电池正端的电池电压，第一PMOS晶体管的漏极连接第四NMOS晶体管的漏极，并且第四NMOS晶体管的漏极连接电容的下极板，电容的上极板连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接供电电压，电容的上极板连接保护二极管的阳极。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一NMOS晶体管的漏极连接电池组的最高电压，第一NMOS晶体管的栅极连接第i节电池正端的电池电压，第一NMOS晶体管的源极连接第一二极管的阴极，第一NMOS晶体管的栅极连接第一二极管的阳极，第一NMOS晶体管的源极连接第二NMOS晶体管的漏极，第二NMOS晶体管的源极接地，第三NMOS晶体管的漏极连接恒定电流源，第三NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第三NMOS晶体管的栅极连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接第二NMOS晶体管的栅极，第二NMOS晶体管的栅极与第二开关的一端连接，第二开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第四NMOS晶体管的源极接地，第四NMOS晶体管的栅极与第四开关的一端连接，并且第四开关的另一端接地，第一PMOS晶体管的栅极与第二PMOS晶体管的栅极连接，并且第一PMOS晶体管的栅极与第一PMOS晶体管的漏极连接，第一PMOS晶体管的源极和第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的漏极与第四NMOS晶体管的漏极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的源极连接，第三PMOS晶体管的栅极连接第i节电池正端的电池电压，第三PMOS晶体管的漏极接地，第二NMOS晶体管的漏极与保护二极管的阳极连接，第三PMOS晶体管的源极与保护二极管的阳极连接。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括第五NMOS晶体管，所述第五NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，所述第五NMOS晶体管的源极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第五NMOS晶体管的栅极与漏极连接，通过所述第五NMOS晶体管的导通或断开来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极连接，第一NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的漏极与恒流源连接，并且第二NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的栅极与第一开关的一端连接，并且第一开关的另一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第五开关的一端连接，第五开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第五NMOS晶体管的源极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管的漏极与第五NMOS晶体管的漏极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第五NMOS晶体管的漏极连接，第五NMOS晶体管的栅极与漏极连接。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括第三PMOS晶体管，所述第三PMOS晶体管的源极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，所述第五NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第三PMOS晶体管的栅极与漏极连接，通过所述第三PMOS晶体管的导通或断开来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极连接，第一NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的漏极与恒流源连接，并且第二NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的栅极与第一开关的一端连接，并且第一开关的另一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第五开关的一端连接，第五开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的漏极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的源极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的源极连接，第三PMOS晶体管的栅极与漏极连接。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路为所述保护二极管，当所述保护二极管被反向击穿时，通过反向击穿电压来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

根据本公开的至少一个实施方式的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极连接，第一NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的漏极与恒流源连接，并且第二NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的栅极与第一开关的一端连接，并且第一开关的另一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第五开关的一端连接，第五开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接。

根据本公开的另一方面，一种电池管理系统，包括：

如上所述的检测选通模块，所述检测用于选择检测串联的N节电池的电池组中的每一节电池的电压；以及

电压放大模块，所述电压放大模块用于接收所述检测选通模块输出的每一节电池的电压，以便对每一节电池的电压进行放大且输出。

根据本公开的至少一个实施方式的电池管理系统，还包括：

模数转换模块，所述模数转换模块用于将来自电压放大模块的每节电池的电压进行模数转换；

控制逻辑模块，所述控制逻辑模块用于接收所述模数转换模块转换后的电池电压，至少根据转换后的电池电压来向开关驱动模块提供控制信号，以便通过所述开关驱动模块来控制放电开关及充电开关的导通或关断。

根据本公开的再一方面，一种电池管理芯片，集成有如上所述的电池管理系统。

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示出了根据本公开的一个实施方式的电池管理系统的示意图。

图2示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测模块的示意图。

图3示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测开关及控制的示意图。

图4示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测开关及控制的一个示例的电路图。

图5示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测开关及控制的一个示例的电路图。

图6示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测开关及控制的一个示例的电路图。

图7示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测开关及控制的一个示例的电路图。

图8示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测开关及控制的一个示例的电路图。

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。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“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“直接在”另一部件“上”、“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。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的电池管理系统的示意图。

如图1所示，该电池管理系统100可以用于对电池进行高精度的电压采集并且进行管理。其中该电池可以为锂电池组，包括串联的多节锂电池。

该电池管理系统100可以包括选通检测模块110、电压放大模块120、模数转换模块130、控制逻辑模块140及开关驱动模块150、放电开关MD、及充电开关MC。

选通检测模块110通过对每节电池的电压进行选通并且检测每节电池B

电压放大模块120可以对来自选通检测模块110的每节电池的电压进行放大。

模数转换模块130用于将来自电压放大模块120的每节电池的电压进行模数转换，并且将转换后的数字信号提供至控制逻辑模块140。

控制逻辑模块140可以至少根据所检测的电池电压来向开关驱动模块150提供控制信号，以便通过开关驱动模块150来控制放电开关MD及充电开关MC，从而实现电池的充放电控制，当电池进行充电时，通过外接充电器来进行充电，当放电时，电池管理系统外接负载来进行放电。

此外，该电池管理系统100还可以包括电池转换器160。电池转换器160用于将诸如电池的最高电池电压VCC转换为各种不同的所需供电电压VDD，VDD例如可以为5V等中。

如图1所示，电池管理系统100可以通过PIN

图2示出了根据本公开的一个实施方式的选通检测模块110的示意图。当对第i节电池的电压进行采样时(1≤i≤n)，通过使得第i节电池的正端电压输入管脚PIN

例如，当测量第一节电池B

根据本公开的实施方式，提供了一种开启电压产生电路及栅极保护电路，如图3所示，第一晶体管和第二晶体管(左侧晶体管110i和右侧晶体管110i)的栅极由开启电压产生电路及栅极保护电路111施加开启电压或关断电压，从而使得第一晶体管和第二晶体管导通或断开。当导通时，电压VB

本公开中提供了以下实施例来说明开启电压产生电路及栅极保护电路的具体形式。

下面第一至第五实施例中所示的两个晶体管110i构成图3所示电路中的第i个开关(例如110-11，……)。左侧晶体管110i的漏极接收管脚PIN

<第一实施例>

图4示出了根据本公开第一实施例的开启电压产生电路及栅极保护电路。

在该实施方式中，保护二极管401作为栅极保护电路，其中保护二极管401的阴极连接第一晶体管110i(左侧晶体管)的源极与第二晶体管110i(右侧晶体管)的源极，二极管401的阳极连接第一晶体管110i的栅极与第二晶体管110i的栅极。通过二极管401来实现第一晶体管110i与第二晶体管110i的栅极保护功能。

本实施例中，通过开启电压产生电路生成比第一晶体管的漏极输入的第i节电池的电池电压VPIN

开启电压产生电路的具体设置如下。

第一NMOS晶体管411的漏极连接电池最高电压VCC，第一NMOS晶体管411的栅极连接第i节电池的电池电压VPIN

当开启电压Vi比第i节电池的电池电压VPIN

根据该实施例的开启电压产生电路的构造，可以使得第一晶体管和第二晶体管稳定地导通或断开，避免出现错误情况。

当第三开关433导通且第四开关434断开时，第四NMOS管414导通，这样电容451的下极板接地，电容451的上极板的电压将等于供电电压VDD减去第一二极管461的电压，例如当供电电压为5V，第一二极管461的电压为0.7V时，则电容451的上极板的电压为4.3V。这样电压Vi等于4.3V，将小于第i节电池的电池电压VPIN

当第三开关433断开且第四开关434导通时，第四NMOS管414断开。并且第一开关431导通且第二开关432断开时，第二NMOS晶体管412导通，这样第一NMOS晶体管411的电流可以流经第二NMOS晶体管412，此时第一PMOS晶体管421的栅极的电压将会等于VPIN

<第二实施例>

图5示出了根据本公开第二实施例的开启电压产生电路及栅极保护电路。

在该实施方式中，保护二极管501作为栅极保护电路，其中保护二极管501的阴极连接第一晶体管110i(左侧晶体管)的源极与第二晶体管110i(右侧晶体管)的源极，保护二极管501的阳极连接第一晶体管110i的栅极与第二晶体管110i的栅极。通过二极管501来实现第一晶体管110i与第二晶体管110i的栅极保护功能。

本实施例中，通过开启电压产生电路生成比第一晶体管的漏极输入的第i节电池的电池电压VPIN

开启电压产生电路的具体设置如下。

第一NMOS晶体管511的漏极连接电池最高电压VCC，第一NMOS晶体管511的栅极连接第i节电池的电池电压VPIN

当开启电压Vi比第i节电池的电池电压VPIN

根据该实施例的开启电压产生电路的构造，可以使得第一晶体管和第二晶体管稳定地导通或断开，避免出现错误情况。

与图4的原理相同，在图5中，通过控制第一开关至第四开关，来生成高于第i节电池的电池电压VPIN

<第三实施例>

图6示出了根据本公开第三实施例的开启电压产生电路及栅极保护电路。

在该实施方式中，保护二极管601作为栅极保护电路，其中保护二极管601的阴极连接第一晶体管110i(左侧晶体管)的源极与第二晶体管110i(右侧晶体管)的源极，保护二极管601的阳极连接第一晶体管110i的栅极与第二晶体管110i的栅极。通过二极管601来实现第一晶体管110i与第二晶体管110i的栅极保护功能。

本实施例中，通过开启电压产生电路生成比第一晶体管的漏极输入的第i节电池的电池电压VPIN

本实施例中开启电压产生电路的具体设置如下。

第一PMOS晶体管621与第二PMOS晶体管622的源极连接电池最高电压VCC，第一PMOS晶体管621的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管621与第二PMOS晶体管622的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管621的漏极与第一NMOS晶体管611的漏极连接，第一NMOS晶体管611的源极接地，第二NMOS晶体管612的漏极与恒流源671连接，并且第二NMOS晶体管612的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管612的源极接地，第二NMOS晶体管612的栅极与第一开关631的一端连接，并且第一开关631的另一端与第一NMOS晶体管611的栅极连接，第二开关632的一端与第一NMOS晶体管611的栅极连接，第二开关632的另一端接地，第二NMOS晶体管612的漏极与第三开关633的一端连接，第三开关633的另一端连接第三NMOS晶体管613的栅极，第四开关634的一端连接第三NMOS晶体管613的栅极，第四开关634的另一端接地，第二NMOS晶体管612的漏极与第五开关635的一端连接，第五开关635的另一端连接第四NMOS晶体管614的栅极，第六开关636的一端连接第四NMOS晶体管614的栅极，第六开关636的另一端接地，第三NMOS晶体管613的漏极与第五NMOS晶体管615的源极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管614的漏极与第五NMOS晶体管615的漏极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管622的漏极与第五NMOS晶体管615的漏极连接，第五NMOS晶体管615的栅极与漏极连接。

通过开启电压产生电路来生成电压Vi，从而来控制第一晶体管和第二晶体管110i的导通与断开。

当开启电压Vi比第i节电池的电池电压VPIN

根据该实施例的开启电压产生电路的构造，可以使得第一晶体管和第二晶体管稳定地导通或断开，避免出现错误情况。

在本实施例中，当第一开关631和第三开关633导通，而第五开关635断开时，第一NMOS晶体管611导通，第三NMOS晶体管613导通，这样在第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管611的支路中形成电流，由于镜像电路的原因，在导通的第三NOMOS晶体管613、第五NMOS晶体管615和第二PMOS晶体管622的支路中也形成有相同的电流，这样第五NMOS晶体管615的栅源电压将等于第一晶体管和第二晶体管110i的栅源电压，这样第一晶体管和第二晶体管110i将会导通，从而电压VB

当第一开关631和第三开关633断开，而第五开关635导通时，第一NMOS晶体管611断开，第三NMOS晶体管613断开，第五NMOS晶体管615断开且不会有电流流过，并且由于第五开关635导通，则第四NMOS晶体管614导通，这样将会使得第一晶体管和第二晶体管110i的栅极电压近似等于零，从而第一晶体管和第二晶体管110i将会断开，这样将会起到关断图3中的开关的作用。

<第四实施例>

图7示出了根据本公开第四实施例的开启电压产生电路及栅极保护电路。

在该实施方式中，保护二极管701作为栅极保护电路，其中保护二极管701的阴极连接第一晶体管110i(左侧晶体管)的源极与第二晶体管110i(右侧晶体管)的源极，保护二极管701的阳极连接第一晶体管110i的栅极与第二晶体管110i的栅极。通过二极管701来实现第一晶体管110i与第二晶体管110i的栅极保护功能。

本实施例中，通过开启电压产生电路生成使得第一晶体管和第二晶体管导通的导通电压，并且开启电压产生电路生成使得第一晶体管的漏极关断的关断电压，使得第一晶体管和第二晶体管断开。

本实施例中开启电压产生电路的具体设置如下。

第一PMOS晶体管721与第二PMOS晶体管722的源极连接电池最高电压VCC，第一PMOS晶体管721的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管721与第二PMOS晶体管722的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管721的漏极与第一NMOS晶体管711的漏极连接，第一NMOS晶体管711的源极接地，第二NMOS晶体管712的漏极与恒流源771连接，并且第二NMOS晶体管712的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管712的源极接地，第二NMOS晶体管712的栅极与第一开关731的一端连接，并且第一开关731的另一端与第一NMOS晶体管711的栅极连接，第二开关732的一端与第一NMOS晶体管711的栅极连接，第二开关732的另一端接地，第二NMOS晶体管712的漏极与第三开关733的一端连接，第三开关733的另一端连接第三NMOS晶体管713的栅极，第四开关734的一端连接第三NMOS晶体管713的栅极，第四开关734的另一端接地，第二NMOS晶体管712的漏极与第五开关735的一端连接，第五开关735的另一端连接第四NMOS晶体管714的栅极，第六开关736的一端连接第四NMOS晶体管714的栅极，第六开关736的另一端接地，第三NMOS晶体管713的漏极与第三PMOS晶体管723的漏极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管714的漏极与第三PMOS晶体管723的源极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管722的漏极与第三PMOS晶体管723的源极连接，第三PMOS晶体管723的栅极与漏极连接。

通过开启电压产生电路来生成电压Vi，从而来控制第一晶体管和第二晶体管110i的导通与断开。

根据该实施例的开启电压产生电路的构造，可以使得第一晶体管和第二晶体管稳定地导通或断开，避免出现错误情况。

在本实施例中，当第一开关731和第三开关733导通，而第五开关735断开时，第一NMOS晶体管711导通，第三NMOS晶体管713导通，这样在第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管711的支路中形成电流，由于镜像电路的原因，在导通的第三NOMOS晶体管713、第三PMOS晶体管723和第二PMOS晶体管722的支路中也形成有相同的电流，这样第三PMOS晶体管723的栅源电压将等于第一晶体管和第二晶体管110i的栅源电压，这样第一晶体管和第二晶体管110i将会导通，从而电压VB

当第一开关731和第三开关733断开，而第五开关735导通时，第一NMOS晶体管711断开，第三NMOS晶体管713断开，第三PMOS晶体管723断开且不会有电流流过，并且由于第五开关735导通，则第四NMOS晶体管714导通，这样将会使得第一晶体管和第二晶体管110i的栅极电压近似等于零，从而第一晶体管和第二晶体管110i将会断开，这样将会起到关断图3中的开关的作用。

<第五实施例>

图8示出了根据本公开第五实施例的开启电压产生电路及栅极保护电路。

在该实施方式中，保护二极管801作为栅极保护电路，其中保护二极管801的阴极连接第一晶体管110i(左侧晶体管)的源极与第二晶体管110i(右侧晶体管)的源极，保护二极管801的阳极连接第一晶体管110i的栅极与第二晶体管110i的栅极。通过二极管801来实现第一晶体管110i与第二晶体管110i的栅极保护功能。

本实施例中，通过开启电压产生电路生成使得第一晶体管和第二晶体管导通的导通电压，并且开启电压产生电路生成使得第一晶体管的漏极关断的关断电压，使得第一晶体管和第二晶体管断开。

本实施例中开启电压产生电路的具体设置如下。

第一PMOS晶体管821与第二PMOS晶体管822的源极连接电池最高电压VCC，第一PMOS晶体管821的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管821与第二PMOS晶体管822的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管821的漏极与第一NMOS晶体管811的漏极连接，第一NMOS晶体管811的源极接地，第二NMOS晶体管812的漏极与恒流源871连接，并且第二NMOS晶体管812的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管812的源极接地，第二NMOS晶体管812的栅极与第一开关831的一端连接，并且第一开关831的另一端与第一NMOS晶体管811的栅极连接，第二开关832的一端与第一NMOS晶体管811的栅极连接，第二开关832的另一端接地，第二NMOS晶体管812的漏极与第三开关833的一端连接，第三开关833的另一端连接第三NMOS晶体管813的栅极，第四开关834的一端连接第三NMOS晶体管813的栅极，第四开关834的另一端接地，第二NMOS晶体管812的漏极与第五开关835的一端连接，第五开关835的另一端连接第四NMOS晶体管814的栅极，第六开关836的一端连接第四NMOS晶体管814的栅极，第六开关836的另一端接地，第三NMOS晶体管813的漏极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管814的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管822的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接。

通过开启电压产生电路来生成电压Vi，从而来控制第一晶体管和第二晶体管110i的导通与断开。

根据该实施例的开启电压产生电路的构造，可以使得第一晶体管和第二晶体管稳定地导通或断开，避免出现错误情况。

在本实施例中，当第一开关831和第三开关833导通，而第五开关835断开时，第一NMOS晶体管811导通，第三NMOS晶体管813导通，这样在第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管811的支路中形成电流，由于镜像电路的原因，在导通的第三NOMOS晶体管813、保护二极管801和第二PMOS晶体管822的支路中也形成有相同的电流，这样将会反向击穿，从而产生击穿电压，该击穿电压将等于第一晶体管和第二晶体管110i的栅源电压，这样第一晶体管和第二晶体管110i将会导通，从而电压VB

当第一开关831和第三开关833断开，而第五开关835导通时，第一NMOS晶体管811断开，第三NMOS晶体管813断开，并且由于第五开关835导通，则第四NMOS晶体管814导通，保护二极管801流过正向电流，这样将会使得第一晶体管和第二晶体管110i的栅极电压很小，不能形成足够大的导通电压，从而第一晶体管和第二晶体管110i将会断开，这样将会起到关断图3中的开关的作用。

综上，在本公开中至少提出了以下技术方案。

技术方案1.一种电池管理系统中的检测选通模块，所述检测选通模块用于选择检测串联的N节电池的电池组中的每一节电池的电压，其中N≥1，包括：N个选通开关，所述N个选通开关中的第i个选通开关分别与N节电池中的第i个电池的正端连接，当第i个选通开关导通时，则检测第i个电池的电压，其中1≤i≤N；N个保护电路，所述N个保护电路的第i个保护电路用于保护所述N个选通开关中的第i个选通开关；以及N个电压产生电路，所述N个电压产生电路中的第i个电压产生电路用于产生使得所述N个选通开关中的第i个选通开关导通的导通电压和使得所述第i个选通开关断开的关断电压。

技术方案2.如技术方案1所述的检测选通模块，当检测第i节电池的电池电压时，通过第i个选通开关和第i-1的选通开关导通来检测所述第i节电池的两端电池电压。

技术方案3.如技术方案2所述的检测选通模块，所述第i个选通开关包括第一晶体管和第二晶体管，其中所述第一晶体管的漏极连接第i个电池正端的电池电压，并且所述第一晶体管的源极连接所述第二晶体管的源极，所述第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，并且所述第二晶体管的漏极输出采样电池电压。

技术方案4.如技术方案3所述的检测选通模块，第i个保护电路为保护二极管，所述第i个保护二极管的阴极连接第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管的源极，所述第i个保护二极管的阳极连接第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管的栅极。

技术方案5.如技术方案4所述的检测选通模块，

当检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成比第i节电池正端的电池电压高预定电压值的控制电压，来使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通，并且通过第i-1个电压产生电路生成比第i-1节电池正端的电池电压高预定电压值的控制电压，来使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通；

当不检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成比第i节电池正端的电池电压低的控制电压，来使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开，通过第i-1个电压产生电路生成比第i-1节电池正端的电池电压低的控制电压，来使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开。

技术方案6.如技术方案4所述的检测选通模块，

当检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通的导通电压，并且通过第i-1个电压产生电路生成使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通的导通电压；

当不检测所述第i节电池电压时，通过第i个电压产生电路生成使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开的关断电压，通过第i-1个电压产生电路生成使得第i-1个选通开关的第一晶体管和第二晶体管断开的断开电压。

技术方案7.如技术方案5所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括电容，通过所述电容的充电和放电来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

技术方案8.如技术方案7所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一NMOS晶体管的漏极连接电池组的最高电压，第一NMOS晶体管的栅极连接第i节电池正端的电池电压，第一NMOS晶体管的源极连接第二NMOS晶体管的漏极，第一NMOS晶体管的源极连接第二二极管的阴极，第一NMOS晶体管的栅极连接第二二极管的阳极，第二NMOS晶体管的源极接地，第三NMOS晶体管的漏极连接恒定电流源，第三NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第三NMOS晶体管的栅极连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接第二NMOS晶体管的栅极，第二NMOS晶体管的栅极与第二开关的一端连接，第二开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第四NMOS晶体管的源极接地，第四NMOS晶体管的栅极与第四开关的一端连接，并且第四开关的另一端接地，第一PMOS晶体管的栅极与第一NMOS晶体管的源极连接，第一PMOS晶体管的源极连接第i节电池正端的电池电压，第一PMOS晶体管的漏极连接第四NMOS晶体管的漏极，并且第四NMOS晶体管的漏极连接电容的下极板，电容的上极板连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接供电电压，电容的上极板连接保护二极管的阳极。

技术方案9.如技术方案5所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一NMOS晶体管的漏极连接电池组的最高电压，第一NMOS晶体管的栅极连接第i节电池正端的电池电压，第一NMOS晶体管的源极连接第一二极管的阴极，第一NMOS晶体管的栅极连接第一二极管的阳极，第一NMOS晶体管的源极连接第二NMOS晶体管的漏极，第二NMOS晶体管的源极接地，第三NMOS晶体管的漏极连接恒定电流源，第三NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第三NMOS晶体管的栅极连接第一开关的一端，第一开关的另一端连接第二NMOS晶体管的栅极，第二NMOS晶体管的栅极与第二开关的一端连接，第二开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第四NMOS晶体管的源极接地，第四NMOS晶体管的栅极与第四开关的一端连接，并且第四开关的另一端接地，第一PMOS晶体管的栅极与第二PMOS晶体管的栅极连接，并且第一PMOS晶体管的栅极与第一PMOS晶体管的漏极连接，第一PMOS晶体管的源极和第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的漏极与第四NMOS晶体管的漏极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的源极连接，第三PMOS晶体管的栅极连接第i节电池正端的电池电压，第三PMOS晶体管的漏极接地，第二NMOS晶体管的漏极与保护二极管的阳极连接，第三PMOS晶体管的源极与保护二极管的阳极连接。

技术方案10.如技术方案6所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括第五NMOS晶体管，所述第五NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，所述第五NMOS晶体管的源极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第五NMOS晶体管的栅极与漏极连接，通过所述第五NMOS晶体管的导通或断开来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

技术方案11.如技术方案10所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极连接，第一NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的漏极与恒流源连接，并且第二NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的栅极与第一开关的一端连接，并且第一开关的另一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第五开关的一端连接，第五开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第五NMOS晶体管的源极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管的漏极与第五NMOS晶体管的漏极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第五NMOS晶体管的漏极连接，第五NMOS晶体管的栅极与漏极连接。

技术方案12.如技术方案6所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括第三PMOS晶体管，所述第三PMOS晶体管的源极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，所述第五NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第三PMOS晶体管的栅极与漏极连接，通过所述第三PMOS晶体管的导通或断开来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

技术方案13.如技术方案12所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极连接，第一NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的漏极与恒流源连接，并且第二NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的栅极与第一开关的一端连接，并且第一开关的另一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第五开关的一端连接，第五开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的漏极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的源极连接并且与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第三PMOS晶体管的源极连接，第三PMOS晶体管的栅极与漏极连接。

技术方案14.如技术方案6所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路为所述保护二极管，当所述保护二极管被反向击穿时，通过反向击穿电压来提供所述控制电压，使得第i个选通开关的第一晶体管和第二晶体管导通或断开。

技术方案15.如技术方案14所述的检测选通模块，所述第i个电压产生电路包括：

第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的源极连接电池组的最高电压，第一PMOS晶体管的栅极与漏极连接并且第一PMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极连接，构成镜像电路，第一PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极连接，第一NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的漏极与恒流源连接，并且第二NMOS晶体管的漏极与栅极连接，第二NMOS晶体管的源极接地，第二NMOS晶体管的栅极与第一开关的一端连接，并且第一开关的另一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的一端与第一NMOS晶体管的栅极连接，第二开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第三开关的一端连接，第三开关的另一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的一端连接第三NMOS晶体管的栅极，第四开关的另一端接地，第二NMOS晶体管的漏极与第五开关的一端连接，第五开关的另一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的一端连接第四NMOS晶体管的栅极，第六开关的另一端接地，第三NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的源极连接，第四NMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接，第二PMOS晶体管的漏极与第一晶体管和第二晶体管的栅极连接。

技术方案16.一种电池管理系统，包括：

如技术方案1至15中任一项所述的检测选通模块，所述检测用于选择检测串联的N节电池的电池组中的每一节电池的电压；以及

电压放大模块，所述电压放大模块用于接收所述检测选通模块输出的每一节电池的电压，以便对每一节电池的电压进行放大且输出。

技术方案17.如技术方案16所述的电池管理系统，还包括：

模数转换模块，所述模数转换模块用于将来自电压放大模块的每节电池的电压进行模数转换；

控制逻辑模块，所述控制逻辑模块用于接收所述模数转换模块转换后的电池电压，至少根据转换后的电池电压来向开关驱动模块提供控制信号，以便通过所述开关驱动模块来控制放电开关及充电开关的导通或关断。

技术方案18.一种电池管理芯片，集成有如技术方案16或17所述的电池管理系统。

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。