基于CMOS工藝的鋰聚合物電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)

　　即對(duì)于增強(qiáng)型NMOS管，VTH隨溫度升高而下降，而對(duì)于耗盡型NMOS管，VTH為負(fù)值，其絕對(duì)值隨溫度升高而上升。由此推得，當(dāng)選取合適的參數(shù)時(shí)，本電路的溫度漂移可以控制在較小范圍內(nèi)。

　　3.3　其余部分設(shè)計(jì)

　　3.3.1　延時(shí)電路

　　為了防止干擾信號(hào)使保護(hù)電路產(chǎn)生誤操作，系統(tǒng)針對(duì)不同的異常狀態(tài)，設(shè)置了相應(yīng)的延遲時(shí)間。

　　該延遲時(shí)間是由振蕩電路以及計(jì)數(shù)器共同實(shí)現(xiàn)。

　　振蕩電路采用三級(jí)環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)，其每一級(jí)由一個(gè)反相器和一個(gè)電容構(gòu)成，該振蕩電路正常工作時(shí)，向計(jì)數(shù)器輸出振蕩方波，不工作時(shí)輸出高電平。

　　計(jì)數(shù)器由D觸發(fā)器級(jí)聯(lián)而成。

　　3.3.2　電平轉(zhuǎn)換電路

　　同時(shí)，為了保證充電控制管MC在過(guò)充電狀態(tài)下有效關(guān)斷，利用電平轉(zhuǎn)換電路使輸出COUT端為邏輯電路輸出信號(hào)的四級(jí)反相，從而使COUT端低電平由VSS降至V-。

　　3.3.3　待機(jī)狀態(tài)

　　芯片中的部分電路設(shè)有使能端，為邏輯電路輸出。當(dāng)保護(hù)電路進(jìn)入過(guò)放電保護(hù)狀態(tài)后，該使能端由高電位變?yōu)榈碗娢?，關(guān)閉相應(yīng)電路，芯片進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，從而大大降低消耗電流，減小功耗。

　　圖4　過(guò)充電保護(hù)及復(fù)原波形圖4　仿真結(jié)果及分析

　　本芯片采用0.6μm的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝。使用49級(jí)HSPICE模型進(jìn)行仿真。圖4為過(guò)充電保護(hù)及復(fù)原波形圖，圖5為過(guò)放電保護(hù)及復(fù)原波形圖。

　　正常工作時(shí)，該芯片的消耗電流為2.11μA,而處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的消耗電流僅為0.03μA。過(guò)充電過(guò)放電的電壓檢測(cè)精度約為25mV。

　　圖5　過(guò)放電保護(hù)及復(fù)原波形圖

　　5　結(jié)論

　　為滿足低功耗要求，設(shè)計(jì)了基于亞閾值區(qū)的基準(zhǔn)電路及比較器，并設(shè)置了待機(jī)狀態(tài)。經(jīng)仿真驗(yàn)證，本芯片滿足功能、性能設(shè)計(jì)要求，已經(jīng)流片成功。