高穩(wěn)定性鋰離子電池線性充電芯片的設(shè)計.pdf

1、鋰離子電池因為具有體積小、質(zhì)量輕、比能量高、壽命長等優(yōu)點,在便攜式電子設(shè)備中得到了廣泛的使用。鋰離子電池充電器作為電源管理系統(tǒng)的重要組成部分,其能否為鋰離子電池安全高效的充電,對電池的性能及應(yīng)用來說至關(guān)重要。為了對鋰離子電池安全、快速、高效地充電,本文結(jié)合鋰離子電池的基本特性以及常用的充電方式,設(shè)計了一款針對單節(jié)鋰離子電池的高穩(wěn)定性線性充電器芯片。
　　本芯片采用恒流恒壓線性充電方式,并在此基礎(chǔ)上加入了溫度控制模塊,當(dāng)芯片溫度高于

2、105℃,自動減小電池的充電電流,實現(xiàn)了智能熱調(diào)整功能,節(jié)省了充電時間。文章接著論述了系統(tǒng)從恒流充電向恒壓充電轉(zhuǎn)變的過程,分析了系統(tǒng)處于過渡區(qū)時的增益和相位變化,通過在放大器內(nèi)部引入負(fù)反饋的方式將其內(nèi)部極點推向單位增益以外,使系統(tǒng)一直相當(dāng)于一個單極點系統(tǒng),優(yōu)化了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　本芯片在電流終止和手動終止的基礎(chǔ)上還加入了時間終止方式,引入了智能再充電和電池失效檢測功能,用戶可以通過 TIMER引腳來自由選擇三種充電終止方式,豐富

3、了用戶的選擇。
　　本芯片集成了反向漏電保護(hù)電路,它通過襯底電位選擇電路和反向關(guān)斷電路將功率管的襯底電位始終接在最高電位并防止功率管反向?qū)?防止電流流向襯底或反向流向電源。
　　本芯片集成了過熱保護(hù)功能,當(dāng)芯片溫度上升至150℃時,系統(tǒng)自動關(guān)閉功率管,模塊內(nèi)部產(chǎn)生20℃的遲滯,當(dāng)芯片溫度下降到安全溫度后系統(tǒng)重新啟動。
　　本芯片采用德國XFAB公司的0.6μmBiCMOS工藝實現(xiàn),采用Spectre工具仿真,仿真結(jié)果