浅谈如何实现锂离子电池保护电路的低功耗设计

　　

90 年代出现的锂电池是能源技术领域的一个重要的里程碑。和其它二次电池相比，锂

电池具有更高的体积密度和能量密度，因此在移动电话、个人数字助理（

Personal Digital 

Assistan t， PDA ）、计算机等手提式电子设备中获得了极为广泛的应用。

　　一方面，以锂电池为供电电源的电路设计中，要求将越来越复杂的混合信号系统集成
到一个小面积芯片上，

 这必然给数字、模拟电路提出了低压、低功耗问题。在功耗和功能的

制约中，

 如何取得最佳的设计方案也是当前功耗管理技术（ PowerManagement， PM ） 的

一个研究热点。

　　目前研究得较多的是系统级的动态功耗管理技术（

Dynam ic PowerM anagemen t，

 

DPM ） ，它的基本思想是关掉不工作的部分以节省系统功耗，但是在大多数情况下，这
种方法仅用于数字系统的低功耗优化。和模拟电路相关的低功耗设计也有许多文献报道，

 

但基本只限于某类专用电路，

 而对数模混合电路的功耗管理则少有文献涉及。

　　另一方面，锂电池的应用也极大地推动了相应电池管理、电池保护电路的设计开发。锂
电池应用时必须要有复杂的控制电路，

 来有效防止电池的过充电、过放电和过电流状态。

　　本文针对锂电池保护电路，

 在考虑功能实现的同时， 重点从功耗的角度出发， 采用

了模拟电路中关键电路工作在亚阈值区的设计思路，

 并利用内部数字信号反馈控制模拟电

路进入

Standby 状态， 从而满足较低电压下的功耗管理。

　　系统功能实现

　　

　 　 图

1  给 出 了

锂 电 池 保 护 电 路
的 系 统 框 图 。 图
中

VDD  和 VSS 

分 别 是 电 池 电 源
和 地 输 入 端 ；

 

CO 和 DO  分 别
是 充 电 及 放 电 控
制 端 ， 在 正 常 工
作 模 式 下 均 为 高
电 平 ， 电 池 既 可
以 充 电 又 可 以 放
电，反之，充电和放电回路被切断；

VM 是放电过流、充电过流检测端。电路实现的功能如