低功耗多節(jié)鋰電池保護芯片的研究
發(fā)布時間:2021-08-09 17:30
隨著電子科學技術(shù)的發(fā)展,移動電子設(shè)備的普及,電子設(shè)備的能源提供和續(xù)航問題日益受到關(guān)注。目前使用較多的移動電子設(shè)備電池為鋰電池,鋰電池由于其體積小,質(zhì)量輕,能量密度高,使用壽命長,安全系數(shù)高,環(huán)保等優(yōu)點,代替了鉛猛電池等,成為當前電池領(lǐng)域的焦點。隨著鋰電池的普及,電池中普遍存在的安全問題,成為了需要重點研究的對象。在高溫,高壓,欠壓,電流過大的情況下,鋰電池本身存在著極大的安全隱患,對于日常的生產(chǎn)和生活會造成極大的損失和困擾。所以,應(yīng)用于鋰電池使用過程中的鋰電池保護芯片應(yīng)運而生。本文根據(jù)鋰電池本身的特性,結(jié)合應(yīng)用層面的考量,研究設(shè)計了一款低功耗的多節(jié)鋰電池保護芯片,主要針對4-7節(jié)鋰電池組進行監(jiān)測保護,主要保障日常的電動工具內(nèi)部電池的正常工作。本保護芯片模塊集成了電壓檢測模塊,電流檢測模塊,溫度檢測模塊,帶隙基準模塊,休眠模塊等工作模塊,針對鋰電池組在充電電壓過高,放電電壓過低,電池組工作電流過大,電池組短路以及充放電過程中的環(huán)境溫度等情況進行監(jiān)測。本芯片的研究設(shè)計工作在EDA工具平臺中完成,同時完成的工作還有相關(guān)仿真和針對仿真數(shù)據(jù)對電路進行的修改,并最終在cadence平臺下完成芯片的...
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
芯片的原理框架圖
第二章鋰電池保護芯片的系統(tǒng)分析5表2-1芯片引腳功能圖2-2芯片典型連接圖UVPD關(guān)斷休眠引腳CDRV充電NMOSFET驅(qū)動信號VM負載開路檢測和充電器檢測引腳DDRV放電NMOSFET驅(qū)動信號CS電流檢測輸入引腳CUVT電池欠壓保護延遲時間設(shè)定引腳COVT電池過壓保護延遲時間設(shè)定引腳VSS芯片負電源輸入引腳VTC充電高低溫保護閾值設(shè)定引腳VTD放電過溫保護閾值設(shè)定引腳VCC芯片電源正極輸入引腳,連接電池組正極SEL1SEL2SEL1工作模式117Cells106Cells015Cells004CellsSEL2B1電池1正極輸入,電池2負極輸入B2電池2正極輸入,電池3負極輸入B3電池3正極輸入,電池4負極輸入B4電池4正極輸入,電池5負極輸入B5電池5正極輸入,電池6負極輸入B6電池6正極輸入,電池7負極輸入B7電池7正極輸入
?射極),B極(基極),C極(集電極)之間穩(wěn)定的相關(guān)特性,可以產(chǎn)生與溫度穩(wěn)定相關(guān)的正溫度系數(shù)電壓和負溫度系數(shù)電壓,并且雙極性晶體管產(chǎn)生的與溫度相關(guān)的電壓有很好的的重復(fù)性,是帶隙基準電路中可靠的元件核心。負溫度系數(shù)電壓由雙極型晶體管的基極-發(fā)射極產(chǎn)生,對于一個雙極性晶體管器件,可以得到)(TBESCIV/VexpI,由該公式可知VBE是與溫度相關(guān)的變量。通過相關(guān)的推導(dǎo)計算可知,當VBE≈750mV,T=300K時,TVmV/K5.1/BE。正溫度系數(shù)電壓由工作在不同電流密度下,兩個雙極性晶體管的基極和發(fā)射極之間的差值產(chǎn)生。圖3-1帶隙基準電路原理圖上圖3-1所示的是帶隙基準電路原理圖,默認圖中的雙極型晶體管Q1和Q2為同樣的晶體管,當雙極型晶體管Q1和Q2工作在不同的電流環(huán)境下時,此時
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種超低功耗鋰離子電池保護電路設(shè)計[J]. 陳中良,馮旭,胡佳民,韓敏. 微電子學與計算機. 2009(06)
[2]一種用于鋰電池保護芯片的低功耗電壓基準源[J]. 馬紹宇,韓雁,洪慧,周海峰. 微電子學. 2008(02)
[3]鋰電池發(fā)展簡史[J]. 黃彥瑜. 物理. 2007(08)
[4]BCD工藝概述[J]. 陳志勇,黃其煜,龔大衛(wèi). 半導(dǎo)體技術(shù). 2006(09)
[5]多節(jié)鋰電池過電壓保護芯片的設(shè)計[J]. 劉冬生,鄒雪城,楊秋平,李泳生. 微電子學與計算機. 2006(02)
[6]一種低功耗的鋰離子電池保護電路的設(shè)計[J]. 朱軍,劉昊. 電子器件. 2004(02)
[7]鋰電池保護電路的芯片設(shè)計[J]. 鐘國華,吳玉廣. 通信電源技術(shù). 2003(05)
[8]集成電路版圖(layout)設(shè)計方法與實例[J]. 程未,馮勇建,楊涵. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2003(03)
碩士論文
[1]多節(jié)鋰電池保護芯片關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡丹丹.北方工業(yè)大學 2018
[2]可級聯(lián)的多節(jié)串聯(lián)鋰電池充放電保護電路設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 吳凱凱.長安大學 2017
[3]高精度可配置多串鋰電池保護芯片的設(shè)計[D]. 李健.國防科學技術(shù)大學 2016
[4]單節(jié)鋰電池保護芯片的設(shè)計[D]. 吳張玉.電子科技大學 2014
[5]高性能雙節(jié)鋰離子電池保護電路的設(shè)計[D]. 楊曉春.電子科技大學 2013
[6]高精度單節(jié)鋰電池充放電保護電路的設(shè)計[D]. 姜娟.華中科技大學 2007
本文編號:3332496
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
芯片的原理框架圖
第二章鋰電池保護芯片的系統(tǒng)分析5表2-1芯片引腳功能圖2-2芯片典型連接圖UVPD關(guān)斷休眠引腳CDRV充電NMOSFET驅(qū)動信號VM負載開路檢測和充電器檢測引腳DDRV放電NMOSFET驅(qū)動信號CS電流檢測輸入引腳CUVT電池欠壓保護延遲時間設(shè)定引腳COVT電池過壓保護延遲時間設(shè)定引腳VSS芯片負電源輸入引腳VTC充電高低溫保護閾值設(shè)定引腳VTD放電過溫保護閾值設(shè)定引腳VCC芯片電源正極輸入引腳,連接電池組正極SEL1SEL2SEL1工作模式117Cells106Cells015Cells004CellsSEL2B1電池1正極輸入,電池2負極輸入B2電池2正極輸入,電池3負極輸入B3電池3正極輸入,電池4負極輸入B4電池4正極輸入,電池5負極輸入B5電池5正極輸入,電池6負極輸入B6電池6正極輸入,電池7負極輸入B7電池7正極輸入
?射極),B極(基極),C極(集電極)之間穩(wěn)定的相關(guān)特性,可以產(chǎn)生與溫度穩(wěn)定相關(guān)的正溫度系數(shù)電壓和負溫度系數(shù)電壓,并且雙極性晶體管產(chǎn)生的與溫度相關(guān)的電壓有很好的的重復(fù)性,是帶隙基準電路中可靠的元件核心。負溫度系數(shù)電壓由雙極型晶體管的基極-發(fā)射極產(chǎn)生,對于一個雙極性晶體管器件,可以得到)(TBESCIV/VexpI,由該公式可知VBE是與溫度相關(guān)的變量。通過相關(guān)的推導(dǎo)計算可知,當VBE≈750mV,T=300K時,TVmV/K5.1/BE。正溫度系數(shù)電壓由工作在不同電流密度下,兩個雙極性晶體管的基極和發(fā)射極之間的差值產(chǎn)生。圖3-1帶隙基準電路原理圖上圖3-1所示的是帶隙基準電路原理圖,默認圖中的雙極型晶體管Q1和Q2為同樣的晶體管,當雙極型晶體管Q1和Q2工作在不同的電流環(huán)境下時,此時
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種超低功耗鋰離子電池保護電路設(shè)計[J]. 陳中良,馮旭,胡佳民,韓敏. 微電子學與計算機. 2009(06)
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[4]BCD工藝概述[J]. 陳志勇,黃其煜,龔大衛(wèi). 半導(dǎo)體技術(shù). 2006(09)
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[6]一種低功耗的鋰離子電池保護電路的設(shè)計[J]. 朱軍,劉昊. 電子器件. 2004(02)
[7]鋰電池保護電路的芯片設(shè)計[J]. 鐘國華,吳玉廣. 通信電源技術(shù). 2003(05)
[8]集成電路版圖(layout)設(shè)計方法與實例[J]. 程未,馮勇建,楊涵. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2003(03)
碩士論文
[1]多節(jié)鋰電池保護芯片關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡丹丹.北方工業(yè)大學 2018
[2]可級聯(lián)的多節(jié)串聯(lián)鋰電池充放電保護電路設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 吳凱凱.長安大學 2017
[3]高精度可配置多串鋰電池保護芯片的設(shè)計[D]. 李健.國防科學技術(shù)大學 2016
[4]單節(jié)鋰電池保護芯片的設(shè)計[D]. 吳張玉.電子科技大學 2014
[5]高性能雙節(jié)鋰離子電池保護電路的設(shè)計[D]. 楊曉春.電子科技大學 2013
[6]高精度單節(jié)鋰電池充放電保護電路的設(shè)計[D]. 姜娟.華中科技大學 2007
本文編號:3332496
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