CMOS工艺锂电保护电路：全功能设计与过充/过放/过流/短路防护

本篇论文主要探讨了基于标准CMOS工艺的锂聚合物电池保护电路设计。作者针对锂电池在实际应用中可能遇到的过充、过放、放电过电流和负载短路等问题，提出了一种全功能的电池保护解决方案。电路的关键设计在于利用过放电检测输出端DOUT和过充电检测输出端COUT的CMOS电平来控制外部的N沟道场效应开关晶体管，实现对电池的智能保护。 在充电过程中，当电池电压超过预设的过充电阈值，并保持一段时间后，COUT下降到低电平，使得充电控制MOS管MC关闭，进入过充电保护状态，防止过度充电导致电池损坏。而在放电状态下，如果电池电压低于过放电阈值且持续一定时间，DOUT同样转变为低电平，放电控制MOS管MD断开，进入过放电保护模式，避免深度放电对电池性能的影响。 此外，电路还监控放电电流，当电流过大但未达到短路条件时，会触发放电过电流保护，DOUT变为低电平以断开MD，限制大电流通过。为了稳定电池电压，电路中使用了R1和C1作为滤波元件，抵抗充电器或外部电源电压波动。同时，R1和R2作为限流电阻，在电池反向充电或充电电压过高时，限制电流以防过载。 这篇论文的贡献在于提供了一个实用的电池保护电路设计，它结合了CMOS技术的精确控制与电池保护策略，有效地提升了锂聚合物电池的使用寿命和安全性。这种设计对于电池管理系统（BMS）和电子设备中的电池组件具有重要的实际意义。