基于恒流-恒壓方式的鋰離子電池開關(guān)充電芯片的設(shè)計(jì).pdf

1、計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了便攜式電子產(chǎn)品的研發(fā)與普及,使得便攜式電子設(shè)備占據(jù)的市場(chǎng)份額越來(lái)越大,尤其是近年來(lái),受益于互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的便捷,智能手機(jī)市場(chǎng)持續(xù)快速發(fā)展。如何在不增大電池體積的前提下,給便攜式設(shè)備提供更長(zhǎng)的時(shí)間已經(jīng)成為了大家普遍關(guān)注的問(wèn)題。相對(duì)于其它種類的電池,鋰離子電池憑借其在諸多方面表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn),成為了便攜式設(shè)備能量來(lái)源的不二選擇。但是,鋰離子電池的循環(huán)使用壽命除了受制造工藝的影響外,還和電池的充電方法以及使用環(huán)境有關(guān)

2、。因此,采用合理的充電方法和具有優(yōu)異性能的充電芯片顯得尤為重要。
　　本論文提出的一種結(jié)構(gòu)新穎的基于恒流/恒壓方式的鋰離子電池開關(guān)充電芯片,利用對(duì)稱性的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器作為充電電流采樣信號(hào)和電池電壓采樣信號(hào)的放大電路,在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下實(shí)現(xiàn)了恒流充電向恒壓充電的平滑切換。在介紹鋰離子電池的性能及對(duì)比幾種不同的充電方式的基礎(chǔ)上,本文對(duì)芯片的工作原理進(jìn)行了分析,并根據(jù)恒流充電環(huán)路和恒壓充電環(huán)路表現(xiàn)出的特點(diǎn),采用Ⅲ型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)對(duì)兩個(gè)環(huán)路進(jìn)

3、行頻率補(bǔ)償。本文在Matlab下對(duì)環(huán)路的頻率特性進(jìn)行仿真,同時(shí)在 Simulink下分別建立引入了電壓前饋技術(shù)的恒流充電電路和恒壓充電電路的系統(tǒng)模型,以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電壓前饋技術(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力的提高。在完成相關(guān)子模塊的設(shè)計(jì)后,結(jié)合已經(jīng)設(shè)計(jì)好的子模塊,搭建好完整的系統(tǒng)電路,完成整體電路的仿真。
　　本文提出的鋰離子電池充電芯片是基于Buck變換器的電壓控制型開關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng),采用0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝。設(shè)計(jì)目標(biāo)為電源標(biāo)準(zhǔn)輸入