開關(guān)式電源充電管理芯片的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、經(jīng)過了一個半世紀的發(fā)展，鉛酸電池以其使用壽命長、制造原材料豐富、生產(chǎn)成本低廉、電壓平穩(wěn)特性好等優(yōu)良特性得到了廣泛應(yīng)用。在我國，與電動車配套的鉛酸電池產(chǎn)量連續(xù)數(shù)年居世界第一。但據(jù)統(tǒng)計，由于充電管系統(tǒng)對鉛酸電池充電不當，大量的鉛酸電池的使用壽命不到其設(shè)計壽命的一半。且現(xiàn)在普遍使用的廉價充電系統(tǒng)絕大部分采用線性變壓器，因此充電質(zhì)量和效果非常不理想，每年因蓄電池充電所浪費的電能就達到了5000萬kVAh。因此，既能提高能量利用率、縮短充電時間，

2、又不影響鉛酸電池使用壽命的高效、無損的開關(guān)式電源充電管理芯片成為備受關(guān)注的研究方向。
　　本文首先對常見鉛酸電池的工作原理進行介紹，包括其充放電過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機理和電氣特性，并分析幾種常見的充電方法的優(yōu)缺點。在這些既有方法的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合馬斯提出的可接受充電電流曲線理論，考慮產(chǎn)品的復(fù)雜性和成本，決定采用三段式充電法對鉛酸電池進行充電管理，并且芯片能自動檢測電池荷電狀態(tài)，選取合適的充電模式。采用峰值電流型控制模式作為開關(guān)電源

3、PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制器控制方式。
　　本文設(shè)計的開關(guān)式充電管理芯片集成有PWM控制和三段式充電管理單元，具有可靠性高，制造成本低等優(yōu)點;僅需調(diào)整個別外接電阻值即可應(yīng)用在不同類型的充電器上。最后，基于2um36V Bipolar工藝、采用Cadence SpectreS對芯片電路進行仿真，結(jié)果表明，芯片在10-30V工作電壓范圍內(nèi)對外接功率開關(guān)管最大驅(qū)動電流為1A;工作頻率最大可達到500KHz;輸出脈沖最大占空比為97％。對