一種用于便攜式電子產(chǎn)品充電保護(hù)的電源管理芯片設(shè)計(jì).pdf

1、便攜式電子系統(tǒng)往往需要通過一個(gè)墻體適配器(交流-直流轉(zhuǎn)換子系統(tǒng))利用外部電源為其內(nèi)部電池充電。如今的電池組大都采用了鋰技術(shù)，因?yàn)殇嚰夹g(shù)能減小便攜式產(chǎn)品的總重量。但另一方面，這種產(chǎn)品必須遵守嚴(yán)格的充電規(guī)則。需要注意的是，充電步驟如果出現(xiàn)問題可能會(huì)導(dǎo)致鋰離子溫度升高、熱量失控而產(chǎn)生爆炸，威脅人們的生命。要避免出現(xiàn)此類事故，首選的安全措施之一就是從外部來保護(hù)負(fù)責(zé)管理電池組充電的內(nèi)部充電器。充電保護(hù)芯片需要滿足的幾個(gè)重要指標(biāo)是響應(yīng)時(shí)間，耐壓能力

2、和低功耗。其中，響應(yīng)時(shí)間包括異常輸入信號(hào)響應(yīng)和返回正常狀態(tài)響應(yīng)，前者必須盡可能的快，后者則需要有一定的保護(hù)延時(shí)機(jī)制。耐壓能力是指芯片在異常輸入下(主要是高壓環(huán)境)，仍然能夠正常工作而不燒毀。而低功耗是所有電源管理類芯片最重要的指標(biāo)之一。
　　 本文對充電保護(hù)芯片的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)先按照芯片需完成的功能，確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與模塊劃分，然后根據(jù)芯片需達(dá)到的性能指標(biāo)，結(jié)合“自底向上”的原理圖輸入設(shè)計(jì)方法對主要模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行芯片

3、的整體功能驗(yàn)證，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。芯片需要完成過壓欠壓保護(hù)，電路恢復(fù)，狀態(tài)指示等功能。本設(shè)計(jì)采用CSMC0.5μm40V的工藝，使用Spectre工具進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果顯示，芯片可在28V高壓下工作，當(dāng)檢測到異常電壓后，能在2μs之內(nèi)迅速關(guān)斷，前端設(shè)計(jì)基本獲得成功。本研究重點(diǎn)在于充電保護(hù)芯片的總體設(shè)計(jì)與高精度實(shí)現(xiàn)，并對保護(hù)芯片的關(guān)鍵模塊電路：基準(zhǔn)電路、比較器電路、邏輯控制電路等的設(shè)計(jì)作詳細(xì)描述與分析，從而完成芯片的前端設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果表