基于恒流-恒壓方式的鋰離子電池開關(guān)充電芯片的設(shè)計.pdf

1、計算機與通訊技術(shù)的發(fā)展極大地推動了便攜式電子產(chǎn)品的研發(fā)與普及,使得便攜式電子設(shè)備占據(jù)的市場份額越來越大,尤其是近年來,受益于互聯(lián)網(wǎng)帶來的便捷,智能手機市場持續(xù)快速發(fā)展。如何在不增大電池體積的前提下,給便攜式設(shè)備提供更長的時間已經(jīng)成為了大家普遍關(guān)注的問題。相對于其它種類的電池,鋰離子電池憑借其在諸多方面表現(xiàn)出的優(yōu)點,成為了便攜式設(shè)備能量來源的不二選擇。但是,鋰離子電池的循環(huán)使用壽命除了受制造工藝的影響外,還和電池的充電方法以及使用環(huán)境有關(guān)

2、。因此,采用合理的充電方法和具有優(yōu)異性能的充電芯片顯得尤為重要。
　　本論文提出的一種結(jié)構(gòu)新穎的基于恒流/恒壓方式的鋰離子電池開關(guān)充電芯片,利用對稱性的跨導運算放大器作為充電電流采樣信號和電池電壓采樣信號的放大電路,在標準CMOS工藝下實現(xiàn)了恒流充電向恒壓充電的平滑切換。在介紹鋰離子電池的性能及對比幾種不同的充電方式的基礎(chǔ)上,本文對芯片的工作原理進行了分析,并根據(jù)恒流充電環(huán)路和恒壓充電環(huán)路表現(xiàn)出的特點,采用Ⅲ型補償網(wǎng)絡(luò)對兩個環(huán)路進

3、行頻率補償。本文在Matlab下對環(huán)路的頻率特性進行仿真,同時在 Simulink下分別建立引入了電壓前饋技術(shù)的恒流充電電路和恒壓充電電路的系統(tǒng)模型,以驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電壓前饋技術(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)能力的提高。在完成相關(guān)子模塊的設(shè)計后,結(jié)合已經(jīng)設(shè)計好的子模塊,搭建好完整的系統(tǒng)電路,完成整體電路的仿真。
　　本文提出的鋰離子電池充電芯片是基于Buck變換器的電壓控制型開關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng),采用0.5μm標準CMOS工藝。設(shè)計目標為電源標準輸入