鋰離子電池憑借其具有高比能量、高放電性能、壽命長、無記憶效應(yīng)等優(yōu)勢,已經(jīng)成為所有二次電池中性能最優(yōu)秀、應(yīng)用最廣泛的類別。然而由于自身結(jié)構(gòu)的特點,導(dǎo)致了必須對其進行較為復(fù)雜的管理和保護,才能保證其完善的性能和安全性。此外,很多應(yīng)用往往需要通過對多個電池組級聯(lián)來產(chǎn)生更高的電壓。因此,對級聯(lián)型多節(jié)鋰電池組充放電保護電路的研究對于保護級聯(lián)的鋰電池組顯得至關(guān)重要。如果鋰電池保護電路內(nèi)部保護閾值可編程,則可使其廣泛適用于各種應(yīng)用環(huán)境,從而極大地提高其應(yīng)用的靈活性。因此,本文針對多節(jié)鋰電池組的級聯(lián)應(yīng)用,設(shè)計并驗證了一種可編程的級聯(lián)型五節(jié)鋰電池組充放電保護電路。該電路通過與外部無需集成ADC的MCU進行串口通信,可以在級聯(lián)應(yīng)用中實現(xiàn)電路中各項閾值的靈活配置,從而使電路能適應(yīng)各種不同的應(yīng)用需求。此外,設(shè)計的保護電路集成了級聯(lián)型充電均衡功能,以保證充電過程中電池單元電壓的一致性,提高電池的使用壽命。對于單個電池組,在其充電過程中對高于均衡閾值的電池單元進行均衡,以消除電池單元電壓的不一致性。對于多個電池組的級聯(lián)應(yīng)用,在其充電過程中通過相鄰保護電路之間均衡信息的傳遞,最終實現(xiàn)對多個電池組的同時均衡。此外,設(shè)計的充放電保護電路還內(nèi)置了獨立的低功耗斷線檢測模塊,能可靠地檢測出電池抽頭的斷線情況并采取保護措施,從而避免了電壓檢測失效所帶來的安全隱患,提高了電壓檢測的可靠性。為了實現(xiàn)上述保護電路,本文采用0.18μm BCD工藝設(shè)計了一款五節(jié)鋰電池組充放電保護芯片。為了驗證電路設(shè)計的可行性與可靠性,本文先進行模塊電路的設(shè)計和仿真,再將模塊電路搭建成整體系統(tǒng)進行仿真驗證。本文對芯片中的關(guān)鍵模塊電路進行了詳細的描述和分析,涉及的模塊電路有:高精度的帶隙基準(zhǔn)電路,級聯(lián)型充電均衡電路,電池電壓檢測電路,編程電路,低功耗斷線檢測電路等電路模塊。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

傳統(tǒng)電池電壓檢測示意圖

芯片間級聯(lián)均衡示意圖

芯片結(jié)構(gòu)框圖
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王業(yè)秦;韓志剛;石江華;;單節(jié)鋰電池保護芯片[J];微電子學(xué);2014年06期

2 鄭文一;胡社教;牛朝;沙偉;;動力電池組主動均衡方案研究[J];電子測量與儀器學(xué)報;2014年07期

3 侯鋼;曹陽;胡越黎;楊文榮;鄧曄;;高精度低功耗五串鋰電池保護系統(tǒng)設(shè)計[J];電動工具;2014年03期

4 王福鸞;杜軍;裴金海;;全球鋰電池市場狀況和應(yīng)用發(fā)展綜述[J];電源技術(shù);2014年03期

5 呂濤;施偉斌;范坤坤;楊凱;余家寶;孔維行;鞏艷慶;孫鳳;;WSN節(jié)點電池供電性能測試研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2013年10期

6 李凌云;任斌;;我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及國內(nèi)外應(yīng)用情況[J];電源技術(shù);2013年05期

7 熊碧云;康海波;;電動車動力鋰離子電池的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];電源技術(shù);2013年05期

8 侯遠欣;王佳;;淺析電動汽車鋰電池的發(fā)展現(xiàn)狀[J];無線互聯(lián)科技;2013年01期

9 楊碧玲;;醫(yī)療電子往更高性能和便攜、互聯(lián)方向發(fā)展[J];集成電路應(yīng)用;2012年05期

10 雷晶晶;李秋紅;龍澤;王太宏;張金頂;;鋰電池組單體電壓精確檢測方法[J];電源技術(shù);2012年03期

本文編號：2864504