低功耗单节锂电保护IC：CMOS工艺与功能详解

本文主要探讨了电源技术中单节锂电池保护IC的设计与实现，着重关注其在锂电池管理中的关键功能和工作原理。保护IC设计的核心目标是确保锂离子电池在使用过程中的安全性，通过低功耗、高精度的技术实现。 首先，引言部分介绍了设计的目标，即开发一种针对CMOS工艺的锂电池保护电路，它能够提供多方面的保护功能，包括但不限于过充、过放、放电过流以及充电异常保护，同时具备零伏电池充电禁止的能力。1.0μm双阱CMOS工艺的选择保证了电路的集成度和稳定性。 2. 功能原理分析深入剖析了锂电池保护电路的内部结构和工作流程。电路的基本组成部分有E+和E-端口，分别连接充电器和负载。在正常状态下，电池电压需保持在设定的安全范围内，FET2负责充电控制，FET1负责放电控制，它们在合适的电压和电流条件下打开，允许电池正常充放电。 当电池电压超过过充电检测阈值时，保护电路会触发过充电保护机制，通过延迟时间过后断开FET2来防止进一步充电。同样，当电池电压降到过放电检测阈值以下时，过放电保护启动，FET1被断开以避免深度放电。过电流保护则更为复杂，它包含多个级别，如一级过流、二级过流及短路保护，当电流过大导致VM端电压上升，超过预设阈值，保护电路会立即停止放电。 充电异常保护在电池充电过程中特别重要，如果电流异常，可能导致VM端电压下降，此时电路会检测并采取措施防止电池受损。这个保护机制确保了电池在整个充放电循环中的安全操作。 本文详细阐述了单节锂电池保护IC设计的关键要素，包括其在各种异常情况下的保护策略和工作流程，这对于保证锂离子电池的使用寿命和用户安全具有重要意义。通过采用现代CMOS工艺，该电路实现了高效能和低功耗的性能，对于现代电子设备中的电池管理系统来说，是一项不可或缺的技术进步。