2.4 充电器的状态控制的研究 

　　

 在芯片工作时,根据输入电压、电池电压及电池温度等因素的具体情况,充电器共有下面

几种工作状态

: 

　　

 (1) 涓流充电状态 

　　

 当电池电压低于 3V 时,为了激活深度放电的电池和减小功耗,采用涓流充电模式,此时

充电电流为所设置的恒流充电电流的十分之一。

 

　　

 (2) 恒流充电状态 

　　

 当电池电压在 3V 和 4.2V 之间时,为了实现快速充电,采用恒流充电模式。 

　　

 (3) 恒压充电状态 

　　

 当电池电压达到 4.2V 时,进入恒压充电模式,此时充电电压不再上升,充电电流逐渐减小。

 
　　

 (4) 充电结束状态 

　　

 在恒压充电阶段,当充电电流减小到恒流充电电流的十分之一的时候,将进入充电结束

状态。在充电结束状态

,功率调整管被关断,没有充电电流流向电池,保证了电池的安全。 

　　

 (5) 电池温度异常状态 

　　

 锂离子电池和锂聚合物电池的电解液一般在 0

℃到 45℃之间具有最好的活性,在电池

温度超出此范围时对电池充电会损害电池的寿命。在充电时需要监测电池的温度

,在电池温

度超出正常范围时应该停止充电

,以保护电池。所以设立电池温度异常状态。 

　　

 (6) 睡眠状态 

　　

 当输入电压低于电池电压时,为了避免电流倒灌现象,即电流从电池流向输入电压,需要

关断功率调整管

,为此设立睡眠状态。在睡眠状态,功率调整管和内部电路被关断,芯片的电流

消耗极低。

 

　　

 

　　

 2.5 充电电流检测技术的研究 

　　在本课题的芯片中

,我们采用有源跟踪电流镜技术,将充电电流精确映射到另一小电流回

路中

,在小电流回路中对充电电流进行调整和监测,这种方法不需要使用几百毫欧姆的电阻,

具有精度高

,成本低,功耗低和应用电路简单等优点。 

　　

 

　　

 2.6 充电电流自动调整技术研究 

　　

 本课题的芯片内部集成有 8 位模拟-数字转换电路,能够根据输入电压源的电流输出能

力自动调整充电电流

,用户不需要考虑最坏情况,可根据输入电压源的最大电流输出能力设置

充电电流

,最大限度地利用了输入电压源的电流输出能力,非常适合利用太阳能电池等输出电

流有限的电压源供电的锂电池充电应用。

 

　　

 

　　

 2.7 功能框图 

　　

 将上述功能模块集成到一起,就得到了本课题的芯片功能框图,如图 4 所示。 

　　

 

　　

3 流片与测试结果 

　　

 

　　本课题的芯片采用无锡华润上华半导体有限公司的

0.5 微米 B iCMOS 工艺制造,该工艺

提供高性能的

NPN 型双极晶体管,可以保证充电器电路的精度。该工艺的低压器件的沟道长

度最低为

0.5 微米,非常适合数字电路部分的高密度布局布线。 

　　本课题的芯片采用散热增强型的

8 管脚 SOP 封装和 8 管脚的 DFN 封装两种形式。这两