低功耗锂离子电池保护电路设计

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2、心脏”的Li-Ion电池使用也越来越受重视。但由于它很容易遭受到过充电、过放电、过电流等损坏，所以它的保护电路的设计变得十分重要。锂离子电池电源保护IC的用途要求它能在低电压的情况下工作，并且功耗要足够的小；而且其不同场合的用途要求这种芯片多系列化。在这样的前提下，本文结合工程实际项目，完成了锂离子电池电源保护IC的设计，具一定的先进性和实用性。本课题先从锂离子电源保护IC的使用方式和基本功能入手，设计了该电路的系统结构；并且为了从系统上减小功耗，分析了增强型MOS管在弱反型区的工作原理和耗尽型MOS管的工作原理。在此基础上，对电路主要模块进行了设计，主要包括：基准电压模块、偏置

3、电压模块、过充电检测模块、过放电检测模块、过电流检测模块、0V充电禁止模块、充电器检测模块、振荡器模块、分频器模块等。本设计采用UMC0.6μmCMOS工艺，使用Hspice工具进行仿真，仿真结果表明电路可以正常工作，并且各项指标均在定义的特性范围之内，芯片的设计完全符合要求。关键词：锂离子；耗尽型；弱反型；低功耗；过充电；过放电I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththepopulationofportableelectronicdevice,Lithiumionbatteries，knownasthe“heart”ofelectricalapparatus，hav

4、egainedmuchmoreattentionthanbefore.Becausetheyareeasilydamagedbyovercharge、overdischargeandovercurrent,thedesignforitsprotectionbecomesveryimportant.ThefunctionoftheprotectorICrequiredthatitcanwokwithlowvoltageandverylowpower;andwhenitworksindifferenceconditionsithasmulti-series.Underthisprec

5、ondition,wefinishedthepapercombiningthepracticalproject,andthisworkhasgreatadvancedandpracticalvalues.Thepaperbeginswiththeintroductionofitsusingmeansandthebasicfunctions,thenitssystemconfigurationisdesigned;andinordertodecreasesystempowerthepaperputsforwardthemodelofMOSsubthresholdregionanda

6、nalyzesitsworkingprinciple,andexplainsthedeleptionMOSworkingprinciple.Underthisbackground,thepaperdesignsthemaincircuitblocks,includingreferencevoltagecircuit、overchargedetectioncircuit、overdischargedetectioncircuit、overcurrentdetectioncircuit、inhibitioncircuit、0Vchargedetectioncircuit、oscill

7、atorcircuitanddividercircuit.ThecircuitsarefabricatedwiththeUMC0.6μmCMOSprocess，andthepostsimulationunderHspicehaveshownthatthecircuithasworkedverywellandeveryelectricalcharacteristicmeetsthespecificationofthedatasheetwhichprovesasuccessfulde