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超低功耗的锂电池办理体系电路模块规划

为了满足某微功耗仪表的应用,提高安全性能,提出了一种超低功耗锂电池管理系统的设计方案。采用双向高端微电流检测电路,结合开路电压和电荷积分算法实现电量检测。采用纽扣电池代替DC/DC降压电路最大程度降低

  为了满意某微功耗外表的使用,进步安全功能,提出了一种超低功耗电池办理体系的规划方案。选用双向高端微电流检测电路,结合开路电压和电荷积分算法完结电量检测。选用扣子电池代 替DC/DC降压电路最大程度降低功耗。体系完结了根本维护、剩下电量检测、毛病记载等功能。该锂电池办理体系在外表上进行验证,结果表明具有杰出的稳定性和可靠性,均匀作业电流仅145μA。

  维护履行电路:电路是维护动作的履行机构,CH 是充电操控开关,DISCH是放电操控开关,经过操控CH和DISCH做出相应的维护动作,电路图如图所示。

  CH和DISCH在正常作业时置为低电平,此刻M1和M2均导通。当呈现放电过流或许过放电状况,DISCH 置为高电平,此刻Q2断开,Q3导通,将M2极%&&&&&%的电荷敏捷放电,使M2能瞬间封闭,完结维护。当呈现充电过流或许过充电状况,将CH置为高电平,封闭M1。电路中MOSFET选用了IRF4310,该MOSFET导通电阻仅为7kΩ,通流才能可达140A。

  双向高端微电流检测电路:在单电源供电的细小信号检测使用中,因为采样电压很小,常受制于运放的供电轨而难以完结对小信号的检测。本规划中选用了电流高端检测电路,能够脱节单电源供电对小信号检测的约束。高端检测电路选用了凌特公司LT1495超低功耗运放,电路示意图见图。

  此电路能够完结对双向小电流的采样扩大及断定电流的方向。R9为采样电阻,考虑到短路时电流较大,其阻值一般很小,本方案中R9阻值设为25mΩ。当电池处于放电状况,假定电流源、R9和LOAD组成的环路电流方向为顺时针,此刻DIR1为低电平,DIR2为高电平,M1截止,M2导通。流过R4的电流 IR4=R9×IR9/R4,R5输出端的电压信号为VCUR=R9×IR9×R5/R4。当电池处于充电状况时,回路电流为逆时针方向,此刻由运放U1 完结对电流信号的扩大,DIR1 为高电平,DIR2为低电平。当电池处于搁置状况回路无电流时,DIR1和DIR2均为低电平。经过DIR1和DIR2的逻辑状况能够断定锂电池处于放电、充电或许是搁置状况。

  电源规划选用了扣子电池给体系供电的规划方案,省去了DC/DC和LDO芯片,降低了降压芯片的损耗功耗,电路示意图如图所示。

  图中R为数字电位器,选用ADI公司的AD5165,它的调理规模从0~100kΩ,静态电流仅50nA。V1和V2为扣子电池,选用日本精工的 MS920SE,该类型支撑最大800μA的最大电流放电。收集时刻到来依据电池组电压值CELL4+ 调整电位器的阻值,R= (R1+ R2)[(CELL4+)-3.6V)],闭合开关W1 和W2 并收集POW_DET的电压,由此来断定扣子电池的电量。若D1阳极电压值小于充电阈值电压,阐明扣子电池电压过低,则断开W2并调理数字电位器用恰当的电流对扣子电池进行充电。下一个收集周期到来从头调整数字电位器R,闭合W1和W2并收集POW_DET的电压,由此来断定扣子电池的电量是否充溢,若 D1阳极电压大于充电完结阈值电压,阐明扣子电池充溢,则断开W1和W2。由此完结对扣子电池的充电调理操控。3.3V数字电源经LC滤波转换成模仿电源。

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