单节锂离子电池保护电路的改进

　　摘要：提出了一种低成本的单节锂电池保护回路系统，采用0.6um混合信号CMOS工艺和修调技术使芯片具有低功耗、高精度检测电压等特点。通过基准电路和取样电路设计的改进，使保护电路实现了多种保护功能，并且具有很高的检测电压精度。模拟结果表明#该电路在温度为25时过充电保护电压的检测精度达到了25mV耗电流仅为3.5uA满足高精度检测电压的要求。

　　锂电池具有工作电压高、能量密度大、自放电小等优良特性。但它与镍镉和镍氢电池相比，由于存在过充电时电池自燃及过放电时电池特性变差的现象，因此必须将检测过充电、过放电、放电过流等的保护电路置于电池组件包内。本文设计了一种低成本高精度的单节锂电池保护IC。该芯片集成了多种保护功能，采用熔丝烧断的修调技术提高了过充电保护电压的检测精度。

　　1、保护回路的设计

　　图1设计的保护回路主要由两个MOSFET和专用保护IC构成。专用保护IC即本文设计的电路，负责监视电池电压、放电电流、并控制两个MOSFET的栅极，而MOSFET分别实现充电和放电的控制功能。图1中，VDD为过充电和过放电的检测端，也是正电源输入端；VSS为保护电路的接地点；OC为充电控制端；OD为放电控制端；CSI为过流检测端；DS端用于减小延时相关指标的测试时间，应用时悬空即可。

　　图1中，R1可以增强VDD脚的ESD能力，并同C1一起可减小VDD的波动。R2则在电池发生过放电后接入充电器或充电器接反的情况下能够避免闩锁效应。在保护回路的设计上，由于芯片内置延时产生电路，故应用时DS端悬空就省去了一个电容，而且电池板体积可以进一步缩小，这样便降低了系统成本。

图1 保护回路

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