鋰離子電池開關(guān)模式充電控制芯片的設(shè)計(jì).pdf

1、近十幾年來,電子技術(shù)快速發(fā)展,特別是消費(fèi)電子出現(xiàn)巨大的市場(chǎng)空間,便攜式電子產(chǎn)品成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。各種便攜式電子產(chǎn)品功能日益增多,速度越來越快,體積卻逐漸縮小,這對(duì)其供電電池提出了長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間、輕便、高效的要求。鋰離子電池具有高能量密度、長(zhǎng)壽命、高放電電壓、無污染、無記憶效應(yīng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),因而成為了便攜式電子產(chǎn)品的理想供電電池。但鋰離子電池對(duì)充電過程的控制要求更為嚴(yán)苛,需要高精度的電流、電壓充電,分段的充電過程和完善的保護(hù)功能。本文針對(duì)高精

2、度、分階段等充電需求,設(shè)計(jì)了一款基于0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的開關(guān)模式充電控制芯片。
　　本文首先介紹了鋰離子電池的特性及充電控制方式,具體闡述了恒壓充電、恒流充電、恒流恒壓(Constant Current Constant Voltage,CC-CV)充電三種充電控制方式,分析了CC-CV充電方式的優(yōu)勢(shì)。然后介紹鋰離子電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括充電拓?fù)?、環(huán)路控制模式選擇,接著計(jì)算了電感、電容等系統(tǒng)參數(shù)。最后,闡述了芯片內(nèi)部關(guān)鍵功

3、能模塊的設(shè)計(jì)與仿真,包括帶隙基準(zhǔn)電路、軟啟動(dòng)電路、芯片欠壓保護(hù)電路、過熱關(guān)斷保護(hù)及RC振蕩器等功能模塊,并仿真驗(yàn)證了整體電路功能。本文重點(diǎn)介紹了高精度的電流型帶隙基準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)和軟啟動(dòng)、功率管驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。
　　本文設(shè)計(jì)的充電控制芯片整體版圖面積大小為3mm×2mm,采用0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝流片,具有低成本優(yōu)勢(shì)。其中,1.25V的帶隙基準(zhǔn)電壓源溫度系數(shù)為13ppm/℃,設(shè)計(jì)有 Trimming修調(diào)電路校正工藝角偏差,在-40~1