锂电池保护集成电路的研究与设计

摘要

锂离子充电电池是目前使用广泛的便捷式电池。安全、可靠、快速、高效的锂电池充电器对锂电池的性能及应用有着至关重要的作用。针对上述问题，本文从锂电池的结构及化学原理着手，通过对锂电池性能及常用充电方法的研究，分析了充电过程及充电方法对锂电池性能的影响，提出了锂电池应用过程中应注意的问题。并在此基础上设计了一款针对单节锂电池的充放电保护集成电路芯片。
　　在对锂电池快速充电原理和目前各种充电方法研究的基础上，本文通过内部充放电压的精确控制和电流的严格限制，保证了锂电池的安全使用。另外，电路还带有时间和热保护功能，给电池提供了更为强大的保护功能，有效延长锂电池的使用寿命。本文所采用的设计用于单个锂电池，封装小，容易与电池集成，内部集成度高，外围电路小。具有应用面广、结构简单、成本低、对电池保护功能强等特点，是较为实用的锂电池保护集成芯片。
　　本课题具有自主知识产权，已通过国家项目鉴定并验收。
　　文中首先对锂电池的组成及化学原理进行了简单介绍，接着介绍锂电池的特性及常用的充电方法，最后从芯片的整体结构开始，着重介绍芯片具体电路的设计与实现，本文给出了采用全定制方法的仿真结果，版图以及通过流片试制后的测试分析。最终本课题形成产品，并取得效益。

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第一章 引言

第二章 锂电池性能及常用的充电方法

2.1 锂电池的类别及其化学原理

2.2 锂电池的性能及特点

2.3 可充电电池的主要充电方法

第三章 充放电保护芯片的整体结构设计

3.1 设计目标及成果形式

3.2 功能框图

3.3 设计参数指标

3.4 设计方案

3.5 设计流程

第四章 具体电路的设计与实现

4.1 基准电压源的设计与实现

4.2 基准电流源的设计与实现

4.3 震荡器的设计与实现

4.4 放大器与比较器的设计与实现

4.5 数字电路的设计与实现

4.6 整体电路仿真结果

第五章 版图设计及验证

5.1 整体布局设计实现

5.2 模块具体版图实现

5.3 整体版图实现

5.4 验证

第六章 工艺实施及测试

6.1 工艺实施

6.2 封装

6.3 测试

第七章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

个人简历