基于CMOS工艺的锂聚合物电池保护电路设计

　　即对于增强型NMOS管，VTH随温度升高而下降，而对于耗尽型NMOS管，VTH为负值，其绝对值随温度升高而上升。由此推得，当选取合适的参数时，本电路的温度漂移可以控制在较小范围内。

　　3.3　其余部分设计

　　3.3.1　延时电路

　　为了防止干扰信号使保护电路产生误操作，系统针对不同的异常状态，设置了相应的延迟时间。

　　该延迟时间是由振荡电路以及计数器共同实现。

　　振荡电路采用三级环形振荡器结构，其每一级由一个反相器和一个电容构成，该振荡电路正常工作时，向计数器输出振荡方波，不工作时输出高电平。

　　计数器由D触发器级联而成。

　　3.3.2　电平转换电路

　　同时，为了保证充电控制管MC在过充电状态下有效关断，利用电平转换电路使输出COUT端为逻辑电路输出信号的四级反相，从而使COUT端低电平由VSS降至V-。

　　3.3.3　待机状态

　　芯片中的部分电路设有使能端，为逻辑电路输出。当保护电路进入过放电保护状态后，该使能端由高电位变为低电位，关闭相应电路，芯片进入待机状态，从而大大降低消耗电流，减小功耗。

　　图4　过充电保护及复原波形图4　仿真结果及分析

　　本芯片采用0.6μm的标准CMOS工艺。使用49级HSPICE模型进行仿真。图4为过充电保护及复原波形图，图5为过放电保护及复原波形图。

　　正常工作时，该芯片的消耗电流为2.11μA,而处于待机状态时的消耗电流仅为0.03μA。过充电过放电的电压检测精度约为25mV。

　　图5　过放电保护及复原波形图

　　5　结论

　　为满足低功耗要求，设计了基于亚阈值区的基准电路及比较器，并设置了待机状态。经仿真验证，本芯片满足功能、性能设计要求，已经流片成功。