基于差模电压采样的串联锂电池保护芯片设计
锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、自放电小等优良的特性,使得它在移动电话、笔记本电脑等电子设备以及在电动汽车等交通工具中得到广泛使用。但是,由于本身结构上的缺陷,锂离子电池需要相关的保护电路,保证锂电池能够安全地使用,并延长它的使用寿命。本论文研究的目标是在Cadence平台下采用基于ASMC的0.35μm HVBiCMOS工艺来设计一个用于锂离子电池串联的保护IC。<br>  本设计中使用了数字电路构成的延迟机制,能够更好地保证整个系统的稳定性与可靠性。锂离子电池保护IC精确检测出电池的电压与充放电电流的大小,用于比较IC内部生成的比较基准电...
锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、自放电小等优良的特性,使得它在移动电话、笔记本电脑等电子设备以及在电动汽车等交通工具中得到广泛使用。但是,由于本身结构上的缺陷,锂离子电池需要相关的保护电路,保证锂电池能够安全地使用,并延长它的使用寿命。本论文研究的目标是在Cadence平台下采用基于ASMC的0.35μm HVBiCMOS工艺来设计一个用于锂离子电池串联的保护IC。
  本设计中使用了数字电路构成的延迟机制,能够更好地保证整个系统的稳定性与可靠性。锂离子电池保护IC精确检测出电池的电压与充放电电流的大小,用于比较IC内部生成的比较基准电压,经过逻辑判断后再结合适当的延迟机制,产生精准的输出以控制IC外部的充放电MOSFET开关。其中关键的模块设计包括差模电压采样模块、基准源、LDO、过电流延时判断、过压欠压延时判断、振荡器、逻辑判断、温度保护、衬底保护模块。
  对于电池的端电压浮动大的特点,本文设计了一个由运放构成的差模电压采样电路,用以实现精确的采样。过压欠压判断模块采用了新颖的机制,极大地降低了功耗,很好的实现了电池保护IC所需要的功能。为了防止外部MOSFET开关和内部芯片衬底发生闩锁现象,本文设计了一个能选择最高和最低电位的衬底保护电路,有效驱动外部MOSFET开关,保证内部芯片衬底接最低电位。
展开
作者: 陈阳光
授予学位: 硕士
学位授予单位: 桂林电子科技大学
导师姓名: 李琦
学位年度: 2013
语 种: chi
分类号: TM911.4 TN402
在线出版日期: 2015年4月15日