基于恒流-恒壓方式的鋰離子電池充電保護芯片設計.pdf

1、便攜式應用的發(fā)展與普及提高了對可充電電池性能的要求，而鋰離子電池憑借其獨特的優(yōu)點，如能量密度高、使用壽命長、放電電壓高和無記憶效應等，成為了便攜式電子產(chǎn)品的首選電池。然而，鋰離子電池相對脆弱的特性，如過充電和高溫可能對電池造成極大損壞，對其充電電路提出了嚴格的要求。作為便攜式產(chǎn)品的充電器，高集成度、高效率和準確的控制都是必需的特點。 針對鋰離子電池的充電管理問題，本文采取了一種基于恒流/恒壓方式的充電方法，設計并實現(xiàn)了鋰離子電池

2、充電保護芯片。該芯片通過多控制環(huán)路競爭對PMOS功率管的柵極電壓進行控制，實現(xiàn)了恒定電流充電、恒定電壓充電、溫度控制模式，以及各模式之間的自動轉換，特別是采用了電流抽取的方式實現(xiàn)了恒流充電向恒壓充電模式的平穩(wěn)過渡。為了降低功耗及成本，該芯片采用標準CMOS工藝設計，并將功率管集成到芯片中，實際使用中只需要極少量的外接元件。鋰離子充電保護芯片采用CSMC公司的0.6μm線寬雙層多晶硅雙層金屬CMOS混合信號工藝進行設計和流片。仿真及測試結

3、果表明該電路可實現(xiàn)各充電模式及模式間的平穩(wěn)過渡，充電完成后電池電壓為4.14～4.22 V，達到了±1.5％的精度。 本文第一章回顧了鋰離子電池及其充電電路的發(fā)展，并說明了本次設計的主要內容。第二章介紹了本次設計的流程及使用的主要工具，以及所采用工藝的特點。具體的電路設計在第三章介紹，包括各個充電模式的實現(xiàn)原理分析、電路模塊實現(xiàn)以及設計過程中特別考慮的問題。電路仿真和芯片測試結果在第四章展示。第五章討論了針對充電保護芯片的可能改