近日，中國(guó)科學(xué)院微電子研究所汽車電子研發(fā)中心在單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片研發(fā)方面取得新進(jìn)展，其中型號(hào)為DM5261的保護(hù)芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
為確保單節(jié)鋰電池的安全性和耐用性，每個(gè)鋰電池都需配備相應(yīng)的保護(hù)芯片。此芯片能有效防止電池產(chǎn)生過充、過放、充/放電過流和短路狀態(tài)，確保電池的正常使用。
在深圳德賽微電子技術(shù)有限公司橫向項(xiàng)目的支持下，微電子所汽車電子研發(fā)中心針對(duì)單節(jié)鋰電池的過充、過放、過電流及短路電流的保護(hù)問題開展研究。項(xiàng)目組在前期多次MPW流片測(cè)試的基礎(chǔ)上，攻克了Bandgap和BIAS形成3個(gè)反饋環(huán)路交互啟動(dòng)、ESD耐壓、檢測(cè)精度及封裝良率等難題，成功研制出多款低功耗、低成本、高精度的單節(jié)鋰電保護(hù)芯片（結(jié)構(gòu)框如圖1所示）。研制的單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片具有過充電、過放電、放電過流、充電過流、短路檢測(cè)和0V充電允許/禁止功能。芯片內(nèi)部包含比較器、振蕩器（頻率1KHz）和邏輯電路等多個(gè)模塊，采用快速啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)，消除了啟動(dòng)過程中輸出電壓的尖峰效應(yīng)，電源電壓范圍廣（2V-5V），功耗極低，工作模式下耗電3μA（VDD=3.9V，典型值），休眠模式下耗電最大值0.1μA（VDD=2V），檢測(cè)精度、檢測(cè)范圍和功耗等核心指標(biāo)超過國(guó)際同類產(chǎn)品，相關(guān)成果已申請(qǐng)發(fā)明專利，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
圖1.鋰電池保護(hù)芯片結(jié)構(gòu)框圖
圖2.鋰電池保護(hù)芯版圖
圖3.鋰電池保護(hù)芯片
圖4.系統(tǒng)級(jí)仿真結(jié)果。左：充電過流檢測(cè) ；右：過充檢測(cè)
