电子相关应用

第31卷　第5期

2008年10月

电子器件

ChineseJournalOfElectronDevices

Vol.31　No.5Oct.2008

DesignofaLi2IonBatleryChargingSystem

WUJing

3

,HUANGJing2sheng,XIELing2han,LEZhong2ming,CHENSi2tao

(WuxiBranchofICinstituteofSEU,WuxiJiangsu214028,China)

Abstract:BasedontheconstantvoltageaswellasconstantcurrentcontrolprincipleandbasicstructureforsinglecellLi2ionbatterychargingbyprecisiondetectorsenseforbatteryvoltageandcurrent,akindofsimpleandstableLi2ionbatterylinearchargingsystemisprovidedbycouplingtheoutputstageofindividu2alconstantcurrentandconstantvoltagecontrolstagetomeettheprimechargingfrequirement.ThesimulationresultsbyCSMC0.6μmCMOSprocesspthatttchargingcontrolmethodsincludingtricklechargingwithsmallcurrent,canfinallyberealized,with5%currentprecisionand1%voltageKeywords:Li2ionbattery;LinearVoltageEEACC:1210

吴　金3,黄晶生,谢凌寒,乐忠明,陈思韬

(东南大学无锡分校,江苏无锡214028)

摘　要:在分析单节锂离子电池恒流(含涓流)与恒压独立充电方式的基本原理和典型结构基础上,根据锂离子(Li2ion)电池

充电的基本功能要求,通过对恒流、恒压基本结构输出级耦合的控制方式,结合对电池电压与电流的精确检测与监控,设计了一种结构简单、控制稳定有效的锂电池线性充电控制系统。基于CSMC0.6μmCMOS工艺的仿真结果表明,系统在各种状态下均能可靠实现涓流、恒流、恒压的阶段式充电切换控制,并且恒流、恒压充电的精度可分别达到5%和1%以内。

关键词:锂离子电池;线性充电器;恒流;恒压中图分类号:TN402　　

文献标识码:A　　文章编号:100529490(2008)0521566204

安全充满,延长其使用时间,并提高充电效率。在线性可充电电池管理系统结构和控制方式研究的基础上,针对单节锂离子电池充电控制,完成了一种线性三段式充电电路设计,实现了一种稳定的恒流/恒压充电控制,通过对电池电流及电压的检测监控电池状态,确保对锂离子电池高效而安全的充电。

　　便携式设备中的供电电池至关重要,可充电锂

离子(Li2ion)电池有许多明显的优点,如较高的能量密度和工作电压、无记忆效应、循环寿命长、重量轻、自放电小等。由于这些优点,使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景。而可充电电池性能的充分发挥与保障,依赖于精密且稳定可靠的充电管理系统。

早期的锂离子电池充电控制功能简单,通常只具备恒压充电和部分保护功能。随着对电池供电时间的提高与应用环境的扩展,对充电管理系统的功能与性能要求日益提高。目前充电芯片均具备完整的对充电过程的各类保护和控制功能,以保证电池

1　充电系统结构设计

充电过程中的过压、过流及过温等异常状态,均会对锂电池的性能和使用寿命产生不良影响,因此需要精密可靠的充电控制电路以保证电池充电安全,并快速充满。根据充电过程中的电流、电压变化

收稿日期:2007212224作者简介:吴　金(19652),男,教授,从事数模混合集成电路领域的教学和科研工作,jwu@seu.edu.cn;

谢凌寒(19812),男,集成电路设计专业硕士研究生,mzstgh@126.com.