隨著人們生活水平不斷提高,電動單車,電動平衡車,電動汽車等電力代步工具的需求已經(jīng)出現(xiàn)噴井式的增長,與之對應(yīng)的電池需求也隨之而增大。區(qū)別于手機等小型電子設(shè)備,對于大型電力設(shè)備所使用的大容量鋰電池組,需要解決的是同時管理多個電池單元的問題。目前,市面上所應(yīng)用的電池管理芯片多為6通道,如AD7280,ATA6871;少數(shù)為12通道,如ISL8600,LTC6802。但是在更多級電池單元的支持上,由于電池節(jié)數(shù)的增大會使芯片的承受電壓增大,提高設(shè)計復(fù)雜性,只有少數(shù)大型半導(dǎo)體公司在進行相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā),由于價格昂貴,目前產(chǎn)品仍不普及。因此,研制出一款安全,穩(wěn)定,能夠同時管理多個電池單元的電源管理芯片具有一定的經(jīng)濟與現(xiàn)實意義。本文設(shè)計并仿真了芯片內(nèi)部的幾個重要模塊,并在對流片后的芯片進行了功能測試,設(shè)計包括power模塊中的帶隙基準（BGR）與線性穩(wěn)壓器（LDO）,電壓采樣模塊以及電流采樣模塊。電壓采樣模塊直接連接外部的外掛鋰離子電池,由于管理電池數(shù)量為16節(jié),數(shù)量較多,芯片設(shè)計耐壓達到80V,最高耐壓100V。根據(jù)16節(jié)電池工作環(huán)境的不同,劃分了5個不同的電壓選擇器VC_MUX進行...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題概述,背景及意義
        1.1.1 鋰離子電池概述
        1.1.2 背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化狀況
    1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)分布
第2章 電池管理基礎(chǔ)
    2.1 鋰離子電池的沖放電原理
    2.2 鋰離子電池的應(yīng)用及保護
    2.3 電池管理系統(tǒng)(BMS)
第3章 芯片頂層設(shè)計及介紹
    3.1 開發(fā)工具介紹
    3.2 芯片管腳及定義
    3.3 芯片頂層設(shè)計
        3.3.1 芯片原理圖
        3.3.2 芯片工作流程圖
    3.4 BMS系統(tǒng)中的應(yīng)用
    3.5 SPI通信
第4章 單元模塊設(shè)計
    4.1 power模塊
        4.1.1 BGR電路
        4.1.2 LDO電路
    4.2 電壓采樣模塊
        4.2.1 基本放大原理
        4.2.2 開關(guān)電容電路
        4.2.3 整體電路分析
        4.2.4 VC_MUX設(shè)計
    4.3 電流采樣模塊
        4.3.1 基本放大功能
        4.3.2 失調(diào)電壓的清除
        4.3.3 電路優(yōu)化
第5章 模塊仿真及結(jié)果
    5.1 帶隙基準電路仿真
    5.2 LDO電路的仿真
        5.2.1 LDO17電路的仿真
        5.2.2 LDO3P3電路的仿真
    5.3 Power電路總體仿真
    5.4 電壓采樣電路的仿真
    5.5 電流采樣電路的仿真
        5.5.1 去失調(diào)仿真
        5.5.2 增益仿真
第6章 成品芯片測試
    6.1 版圖、工藝及封裝
    6.2 測試環(huán)境介紹
    6.3 測試過程與結(jié)果
        6.3.1 基本功能測試
        6.3.2 電壓采樣功能測試與校準
        6.3.3 電流采樣功能測試與校準
第7章 結(jié)論及展望
參考文獻
附錄一 Power模塊仿真測試曲線
附錄二 電壓采樣測試曲線
附錄三 電流采樣測試曲線
附錄四 測試用PCB版圖
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：4013738