超低功耗的锂电池管理系统电路模块设计_锂电池充电同步降压单节低功耗 - CSDN文库

电路原理图

143 浏览量更新于2023-03-16 评论收藏 114KB PDF 举报

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超低功耗的锂电池管理系统电路模块设计超低功耗的锂电池管理系统电路模块设计

为了满足某微功耗仪表的应用，提高安全性能，提出了一种超低功耗锂电池管理系统的设计方案。

为了满足某微功耗仪表的应用，提高安全性能，提出了一种超低功耗锂电池管理系统的设计方案。采用双向高端微电流检测电

路，结合开路电压和电荷积分算法实现电量检测。采用纽扣电池代替DC/DC降压电路最大程度降低功耗。系统实现了基本保

护、剩余电量检测、故障记录等功能。该锂电池管理系统在仪表上进行验证，结果表明具有良好的稳定性和可靠性，平均工作

电流仅145μA。

保护执行电路：保护执行电路：电路是保护动作的执行机构，CH 是充电控制开关，DISCH是放电控制开关，通过控制CH和DISCH做出相应

的保护动作，电路图如图所示。

CH和DISCH在正常工作时置为低电平，此时M1和M2均导通。当出现放电过流或者过放电状态，DISCH 置为高电平，此时Q2

断开，Q3导通，将M2栅极电容的电荷迅速放电，使M2能瞬间关闭，完成保护。当出现充电过流或者过充电状态，将CH置为

高电平，关闭M1。电路中MOSFET选用了IRF4310，该MOSFET导通电阻仅为7kΩ，通流能力可达140A。

双向高端微电流检测电路：双向高端微电流检测电路：在单电源供电的微小信号检测应用中，由于采样电压很小，常受制于运放的供电轨而难以完成对小

信号的检测。本设计中采用了电流高端检测电路，可以摆脱单电源供电对小信号检测的限制。高端检测电路采用了凌特公司

LT1495超低功耗运放，电路示意图见图。

此电路可以实现对双向小电流的采样放大及判定电流的方向。R9为采样电阻，考虑到短路时电流较大，其阻值一般很小，本

方案中R9阻值设为25mΩ。当电池处于放电状态，假定电流源、R9和LOAD组成的环路电流方向为顺时针，此时DIR1为低电

平，DIR2为高电平，M1截止，M2导通。流过R4的电流 IR4=R9×IR9/R4，R5输出端的电压信号为VCUR=R9×IR9×R5/R4。

当电池处于充电状态时，回路电流为逆时针方向，此时由运放U1 完成对电流信号的放大，DIR1 为高电平，DIR2为低电平。

当电池处于闲置状态回路无电流时，DIR1和DIR2均为低电平。通过DIR1和DIR2的逻辑状态可以判定锂电池处于放电、充电或

者是闲置状态。

电源设计：电源设计：采用了纽扣电池给系统供电的设计方案，省去了DC/DC和LDO芯片，降低了降压芯片的损耗功耗，电路示意图如

图所示。

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