单节锂离子电池保护芯片的设计

　　图3 锂离子电池保护电路系统框图

　　图3 中MN 在过电流时导通，它的作用是使过大的电流不经过FET1和FET2而通过MN流向地。MP与待机状态有关，待机状态电路的工作原理是：当保护电路进入过放电状态后，产生一个待机状态信号，使保护芯片中的大多数电路停止工作，它是通过控制逻辑电路和负载短路检测电路的配合完成的。M3的作用是在待机状态下，使采样电路不消耗静态电流。M4和M5分别用于实现过放电和过充电检测迟滞以滤除充放电过程中的波动干扰信号。而瞬时干扰信号的滤除由控制逻辑电路中的延时电路实现。

　　 关键电路实现

　　锂离子电池保护芯片的性能，不仅与系统结构密切相关，与具体电路的实现也是密不可分的，下面的电路模块在整个芯片中具有关键的作用，本文从功耗和精度等角度考虑，提出了独特的设计方法。

　　待机状态电路

　　 保护电路进入待机状态有赖于过放电状态的检测，进入待机状态后，为了减小功耗应使尽可能多的电路模块停止工作，但如果所有的检测电路都不工作，待机状态将无法退出，为此在设计负载短路检测电路时不引入待机状态控制信号，其目的即为在电池电压升高后使保护电路能及时退出待机状态。图4 给出了待机状态信号产生和撤销的原理图。

　　图4 中SOD为过放电检测信号，系统处于正常状态时，SOD为高电平，VM为低电平，因此待机状态控制信号POWERD输出高电平、POWERDB输出低电平。当系统进入过放电状态时，SOD（延时后的信号）变为低电平，MP导通使VM变为高电平，最终使POWERD变为低电平、POWERDB变为高电平，它们控制保护电路相应模块停止工作，系统进入待机状态。当对电池进行充电时，由图1可知VM被强制拉到低电平，使负载短路检测电路的输出信号OUT_LSB变为高电平；此时，不论SOD为何值或非门都将输出低电平，POWERD由此变为高电平，这样，就可实现待机状态的退出。