一種用于便攜式電子產品充電保護的電源管理芯片設計.pdf

1、便攜式電子系統(tǒng)往往需要通過一個墻體適配器(交流-直流轉換子系統(tǒng))利用外部電源為其內部電池充電。如今的電池組大都采用了鋰技術，因為鋰技術能減小便攜式產品的總重量。但另一方面，這種產品必須遵守嚴格的充電規(guī)則。需要注意的是，充電步驟如果出現(xiàn)問題可能會導致鋰離子溫度升高、熱量失控而產生爆炸，威脅人們的生命。要避免出現(xiàn)此類事故，首選的安全措施之一就是從外部來保護負責管理電池組充電的內部充電器。充電保護芯片需要滿足的幾個重要指標是響應時間，耐壓能力

2、和低功耗。其中，響應時間包括異常輸入信號響應和返回正常狀態(tài)響應，前者必須盡可能的快，后者則需要有一定的保護延時機制。耐壓能力是指芯片在異常輸入下(主要是高壓環(huán)境)，仍然能夠正常工作而不燒毀。而低功耗是所有電源管理類芯片最重要的指標之一。
　　 本文對充電保護芯片的設計進行了研究。設計先按照芯片需完成的功能，確定系統(tǒng)的結構與模塊劃分，然后根據(jù)芯片需達到的性能指標，結合“自底向上”的原理圖輸入設計方法對主要模塊進行設計，最后進行芯片

3、的整體功能驗證，從而達到設計的目的。芯片需要完成過壓欠壓保護，電路恢復，狀態(tài)指示等功能。本設計采用CSMC0.5μm40V的工藝，使用Spectre工具進行仿真，仿真結果顯示，芯片可在28V高壓下工作，當檢測到異常電壓后，能在2μs之內迅速關斷，前端設計基本獲得成功。本研究重點在于充電保護芯片的總體設計與高精度實現(xiàn)，并對保護芯片的關鍵模塊電路：基準電路、比較器電路、邏輯控制電路等的設計作詳細描述與分析，從而完成芯片的前端設計。設計結果表