一种新型充电控制电路地研究.pdf

摘 要 摘 要 随着电力电子技术的高速发展，充电管理电路也积极地向着高集成度、高性 价比、高效率等方向努力发展。薄-轻-超小型充电电源模块与装置以及高效节能 低污染的 “绿色”产品将是 21 世纪的主流产品。本文基于充电电池的特性，采用 CMOS 工艺，设计研制出一种高稳定性，低功耗，具有较高控制能力，灵敏度和可 靠性的新型充电控制电路。 该电路结构简单，响应速度快，有很高的稳定性，采用了非常完善的充电中 止方法，如－△V 终止，最高电压，最高温度和温度变化率等，使得该电路具有相 当高的可靠性和安全性。与可控限流源或恒流源配合，不仅可以制成质优价廉的 独立充电器，还能够作为机内充电器。该电路可实现对单只或多只镍镉／镍氢电 池的快速充电。为了保证充足电，快速充电结束后，还可增加补足充电过程。充 足电后，为了补充电池因自放电而损失的电量，充电器将自动转入涓流充电过程， 涓流充电速率可根据电池自放电的程度来选择。该电路可广泛应用于 CMOS 镍氢／ 镍镉电池充电控制器中。 在本文中作者首先介绍充电电池的发展，原理以及各种充电终止方法。然后 根据功能需要进行了电路的总体结构设计。再对电路的所有子模块电路进行了详 细分析, 借助设计软件 Cadence、Hspice 对子模块电路进行了完整的设计和模拟 仿真，给出了合理的电路数据，各子模块电路的电特性参数均达到或优于设计所 需指标。 关键词：充电管理, 开关控制, 充电终止 I Abstract Abstract With the increasing development of the power electronic technology, the charging management IC (integrated circuit) has been developing towards high integration, high performance-price ratio and high-efficiency. Thin, light and ultra small charging power modules and more efficient green products with less pollution will be favorable in the twenty-first century. Based on the chargable baterry’s charaterastic, this paper designed a new type charging control circuit with high stablility, low power consumption, high control ability, sensitivity and reliability by using CMOS technology. The architecture is simple, with high respond speed, high stability and adopts very advanced charging termination methods such as － △V, max voltage, max temptature and temptature change rate so its reliability and safety are very high. Co-operated with the controllable current limiter or constant current source, not only can it be made high quality and low price independent charger, but also in-machine charger. This circuit can realize the fast charge to one