單片鋰電池充電管理芯片的設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備日益趨于便攜化的同時對他們的供電電池也提出了輕便、高效的要求。鋰離子電池正是以其能量密度高、供電電壓高、無記憶效應(yīng)、無污染的特點逐漸取代傳統(tǒng)的鎳鎘、鎳氫電池、鉛酸電池被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代便攜式電子產(chǎn)品中。相對于其他化學(xué)電池，鋰離子電池在性能優(yōu)異的同時也顯得更為精致和脆弱，因此對鋰電池充電過程的控制要求更為嚴(yán)格，需要高精度的電壓、電流設(shè)置，分階段的充電模式和完善的保護(hù)電路。
　　本論文設(shè)計了一款適于對各種

2、鋰電池充電進(jìn)行管理的電流控制模式 PWM開關(guān)電源芯片。芯片對鋰離子電池的充電過程設(shè)有恒流模式、恒壓模式及BURST模式以保證充電過程的高效和節(jié)能。當(dāng)電量釋放完畢的鋰離子電池被置入芯片作為負(fù)載時，系統(tǒng)自動檢測并選擇一個恒定的較大的電流進(jìn)行充電，此階段芯片工作占空比不變，工作頻率隨著電池電壓的升高而升高；電池電壓接近設(shè)定的終止電壓時轉(zhuǎn)為恒壓充電模式，芯片開始減小占空比，充電電流亦隨之減小，工作頻率穩(wěn)定不變；電池電壓達(dá)到終止值時系統(tǒng)將關(guān)閉以防

3、止電池過沖對其自身帶來的損傷。當(dāng)電池電壓由于某種原因下降時，系統(tǒng)自動進(jìn)入BURST模式，以較低的工作頻率、小的電流對電池電量進(jìn)行緩慢地補(bǔ)充。芯片內(nèi)置了逐周限流電路、過壓保護(hù)電路及欠壓鎖定電路以保證芯片安全運(yùn)行。
　　論文首先對鋰離子電池特性和開關(guān)電源原理的簡要說明，然后介紹了芯片各模塊并對關(guān)鍵模塊給出了設(shè)計過程和仿真結(jié)果，最后對芯片整體運(yùn)行的各個工作模式進(jìn)行了仿真。芯片采用了CSMC0.5um BCD工藝，在仿真方面使用的是Cad