單節(jié)鋰離子電池保護(hù)電路的改進(jìn)

　　摘要：提出了一種低成本的單節(jié)鋰電池保護(hù)回路系統(tǒng)，采用0.6um混合信號(hào)CMOS工藝和修調(diào)技術(shù)使芯片具有低功耗、高精度檢測(cè)電壓等特點(diǎn)。通過(guò)基準(zhǔn)電路和取樣電路設(shè)計(jì)的改進(jìn)，使保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)了多種保護(hù)功能，并且具有很高的檢測(cè)電壓精度。模擬結(jié)果表明#該電路在溫度為25時(shí)過(guò)充電保護(hù)電壓的檢測(cè)精度達(dá)到了25mV耗電流僅為3.5uA滿足高精度檢測(cè)電壓的要求。

　　鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、自放電小等優(yōu)良特性。但它與鎳鎘和鎳氫電池相比，由于存在過(guò)充電時(shí)電池自燃及過(guò)放電時(shí)電池特性變差的現(xiàn)象，因此必須將檢測(cè)過(guò)充電、過(guò)放電、放電過(guò)流等的保護(hù)電路置于電池組件包內(nèi)。本文設(shè)計(jì)了一種低成本高精度的單節(jié)鋰電池保護(hù)IC。該芯片集成了多種保護(hù)功能，采用熔絲燒斷的修調(diào)技術(shù)提高了過(guò)充電保護(hù)電壓的檢測(cè)精度。

　　1、保護(hù)回路的設(shè)計(jì)

　　圖1設(shè)計(jì)的保護(hù)回路主要由兩個(gè)MOSFET和專用保護(hù)IC構(gòu)成。專用保護(hù)IC即本文設(shè)計(jì)的電路，負(fù)責(zé)監(jiān)視電池電壓、放電電流、并控制兩個(gè)MOSFET的柵極，而MOSFET分別實(shí)現(xiàn)充電和放電的控制功能。圖1中，VDD為過(guò)充電和過(guò)放電的檢測(cè)端，也是正電源輸入端；VSS為保護(hù)電路的接地點(diǎn)；OC為充電控制端；OD為放電控制端；CSI為過(guò)流檢測(cè)端；DS端用于減小延時(shí)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)試時(shí)間，應(yīng)用時(shí)懸空即可。

　　圖1中，R1可以增強(qiáng)VDD腳的ESD能力，并同C1一起可減小VDD的波動(dòng)。R2則在電池發(fā)生過(guò)放電后接入充電器或充電器接反的情況下能夠避免閂鎖效應(yīng)。在保護(hù)回路的設(shè)計(jì)上，由于芯片內(nèi)置延時(shí)產(chǎn)生電路，故應(yīng)用時(shí)DS端懸空就省去了一個(gè)電容，而且電池板體積可以進(jìn)一步縮小，這樣便降低了系統(tǒng)成本。

圖1 保護(hù)回路

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