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(多图) 一种适用于锂电池的电流监测电路设计

/?? 2014年09月09日 ?? 收藏0
提出了一种适用于锂电池的电流监测电路,通过在锂电池供电环路引入灵敏电阻对电流进行采样,并使用时钟控制开关电容运算放大器和高速比较器,实现从模拟信号到数字信号的转换。在处理器中进行精确电流量的运算,能对过流、短路电流进行保护,也能用于精确计算电池阻抗、电量等相关参数。电路基于0.18 m CMOS工艺,电源电压为2.5 V。对所设计电路进行了仿真验证。结果表明,该电路在- 40℃~+125℃应用环境温度范围内能够实现对电流的采样和编码功能,并且能对充放电动作进行判断。

锂电池作为新型清洁、可再生的二次能源,需精确监测其电流、电压及温度等参数,并做好相应的保护电路。对于手持设备而言,更需要追求高精度、低功耗,从而降低对锂电池的“过度”使用,延长使用寿命。

本文设计的电路在锂电池供电环路中引入灵敏电阻对电流进行监测,给系统提供充放电提示,同时可用于电量计算以及保护控制。

本文将详细阐述电流监测系统原理以及内部电路结构,并给出H-spice仿真结果及相关结论。

1 本文所设计的电流监测电路

模/数转换器(ADC)由采样、量化和编码构成。本文设计的锂电池电流监测系统框图如图1所示。其中,电容和AMP放大器组成开关电容采样电路,C0MP高速比较器对数据进行量化,处理器对电路进行数字逻辑控制及编码。偏置电路提供AMP放大器自启动支路并产生Vbe1和Vbe4。时钟模块控制系统开关,包括LII、LI2、LI5、LI6、LI38。处理器输出数字信号Logic Control改变量化电容。

图1 锂电池电流监测系统框图
图1 锂电池电流监测系统框图


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锂电池? 电流监测? 开关电容放大器?

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