一款锂电池充电管理芯片的研究和设计.pdf

摘 要 锂离子电池是目前便携式电子产品中使用最为广泛的可充电电池。而且随着 电池容量的不断提高，锂离子电池将成为2l世纪电动汽车的主要动力电源之 一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。由于锂离子电池本身 电学特性的原因，几乎每一块锂离子电池都需要一个充电管理芯片来提供充放电 保护以延长其使用寿命。本文设计并实现一款成本较低、应用广泛，性能优良的 锂电池充电管理芯片。 采用全定制设计思想，完成了从底层电路开始到整个芯片电路的正向设计， 实现了过放电保护、过充电保护、短路保护、过温保护以及涓流充电、恒流充电、 恒压充电等控制功能。芯片内部用来驱动充电晶体管的MOS管耐压高达30V以上， 在不外加扩展电路的情况下，可设计成多节串联电池的充电电路。低压线性稳压 器集成在芯片内部，提高了集成度，使芯片具有较小的面积，降低了成本。芯片 的外围电路既可以设计成线性控制也可采用PFM控制，应用电路简单。此外，改 变芯片应用电路的外围电阻就可以调节芯片的恒流充电电流、预充电(涓流充电) 截止电压、恒压充电电压和电池充满判断电流。这使得芯片具有很强的适用性， 能够应用在很多不同的场合。 DPTMMixed 芯片采用CSMC0．5um 设计、仿真、版图设计和验证。仿真结果表明，在电池温度端检测电压大于4．51V 时，充电终止，表明此时电池没有接入；当电池温度检测端电压大于0．05V且小于 0．5V时，充电电流为24mV／Rs；当电池温度检测端电压大于0．5V且小于4．51V时， 这些参数均符合设计指标，并且电池充电曲线也符合设计预期。仿真成功后进行 版图设计和验证，最终导t}jGIgS文件去foundry流片。 关键词：锂电池锂电池充电管理芯片三阶段充电法锂电池充放电保护 过温保护 II 一款锂电池充电管理芯片的研究与设计 ABSTRACT III ABSTRACT Lithium-ionbatteriesisthe most used batteriesin widelyrecharge,able portable electronic will products．Moreover,withincreasingbatterycapacity,lithium—ionbattery becomeoneofthemain ofelectricvehiclesin willbe power twenty—firstCentury，and usedin and thereasonofthe satellites，aerospaceenergystorage．As oflithium—ion oflithium—ionbatteriesneeda properties battery，almosteverypiece to the and toextendtheir chargemanagementprovide chip chargedischargeprotection life．This a service describeslow used，excellent paper