一款動力電池充電管理芯片的研究與設計.pdf

1、鉛酸電池作為一種成熟的動力電池，被廣泛的用于燃料類車輛的點火和照明，電動類車輛的動力及工業(yè)系統(tǒng)的備用能源等領域。然而鉛酸電池在實際使用過程中面臨著電池容量迅速衰落的窘境，電池壽命遠達不到設計預期。這往往是由于電池的充電方式不合理，充電器的質量不合格造成的。因此，充分考慮電池的充電效率和延長電池壽命問題，設計一款具有科學的電池充電管理方式、功能完善、性能可靠的電池充電管理芯片十分具有現(xiàn)實意義和市場價值。
　　本文首先介紹了鉛酸蓄電池

2、充放電的化學反應實質，并給出了引起鉛酸電池壽命縮減的兩大主因:電池失水（干涸）和熱失控。在分析了電池充電方式對這二者的影響后，本文介紹了當前常見的充電管理方式，從充電效率、電池壽命、實現(xiàn)成本的角度進行對比后，選擇了三段式的充電管理方式。接著從基本的電池充電器結構入手，設計了三段式的實現(xiàn)方案，并在充分考慮電池充電管理的功能需求后，設計了三段式的充電管理芯片。
　　本文設計的電池充電管理芯片除了能夠實現(xiàn)三段式充電管理外，還具備電池反接

3、保護、防老化定時控制、充電狀態(tài)指示及散熱風扇控制功能，并且可以通過調整片外電阻滿足不同電池類型或不同電池電壓的充電需求。本文使用2um36VBipolar工藝設計了該芯片，并給出了關鍵電路的設計，包括帶隙基準電路、反接保護電路、三段式控制電路、時鐘電路和控制電路。并利用Cadence Spectre軟件對設計的電路進行仿真和整體驗證，基準精度為0.965ppm/℃;反接保護電路輸入過壓保護，電壓不超過2V;三段式運放的增益約為81.55