一款動(dòng)力電池充電管理芯片的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鉛酸電池作為一種成熟的動(dòng)力電池，被廣泛的用于燃料類車輛的點(diǎn)火和照明，電動(dòng)類車輛的動(dòng)力及工業(yè)系統(tǒng)的備用能源等領(lǐng)域。然而鉛酸電池在實(shí)際使用過程中面臨著電池容量迅速衰落的窘境，電池壽命遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期。這往往是由于電池的充電方式不合理，充電器的質(zhì)量不合格造成的。因此，充分考慮電池的充電效率和延長(zhǎng)電池壽命問題，設(shè)計(jì)一款具有科學(xué)的電池充電管理方式、功能完善、性能可靠的電池充電管理芯片十分具有現(xiàn)實(shí)意義和市場(chǎng)價(jià)值。
　　本文首先介紹了鉛酸蓄電池

2、充放電的化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，并給出了引起鉛酸電池壽命縮減的兩大主因:電池失水（干涸）和熱失控。在分析了電池充電方式對(duì)這二者的影響后，本文介紹了當(dāng)前常見的充電管理方式，從充電效率、電池壽命、實(shí)現(xiàn)成本的角度進(jìn)行對(duì)比后，選擇了三段式的充電管理方式。接著從基本的電池充電器結(jié)構(gòu)入手，設(shè)計(jì)了三段式的實(shí)現(xiàn)方案，并在充分考慮電池充電管理的功能需求后，設(shè)計(jì)了三段式的充電管理芯片。
　　本文設(shè)計(jì)的電池充電管理芯片除了能夠?qū)崿F(xiàn)三段式充電管理外，還具備電池反接

3、保護(hù)、防老化定時(shí)控制、充電狀態(tài)指示及散熱風(fēng)扇控制功能，并且可以通過調(diào)整片外電阻滿足不同電池類型或不同電池電壓的充電需求。本文使用2um36VBipolar工藝設(shè)計(jì)了該芯片，并給出了關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)，包括帶隙基準(zhǔn)電路、反接保護(hù)電路、三段式控制電路、時(shí)鐘電路和控制電路。并利用Cadence Spectre軟件對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真和整體驗(yàn)證，基準(zhǔn)精度為0.965ppm/℃;反接保護(hù)電路輸入過壓保護(hù)，電壓不超過2V;三段式運(yùn)放的增益約為81.55