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随着便携移动设备的广泛应用,为设备供电的电池也得到了飞速发展,电源管理技术也显得更加重要。为了进一步提高电池的安全性,延长电池的工作时间,业内提出了智能电池概念,是指在普通化学电池基础上加上智能通讯保护电路,可以完成电量检测、充放电控制、总线通讯等多种功能,该技术现已大量使用在笔记本电池,手机电池等便携式移动设备上。 本文设计的过流检测器是智能电池管理系统的重要部分,其主要功能是对流过电池的电流进行检测。流过电池的电流经敏感电阻转化为电压值,经电平移位后提供给比较器的一端与参考电压进行比较。若充电或放电的电流超过一定值并保持一定时间,则比较器的输出为1也保持一定时间,当保持时间大于检测时间寄存器中设置的时间时,该电路会向CPU发出一个中断,并同时控制充电或放电FET晶体管,停止充放电从而减少过大电流流过导致电池烧毁的可能性。 电路分为模拟部分与数字部分两大模块。其中模拟部分包括参考电压选择电路、电平移位电路、放电短路检测比较器、放电过流检测比较器、唤醒电流检测比较器、充电过流检测比较器、偏置电路,主要由放大器、比较器、带隙基准等基本结构构成;数字部分主要包括总线接口电路。电路版图基于SMIC0.18μm的标准CMOS工艺对各个模块进行了全定制设计,并对版图进行了DRC、ERC、LVS等验证,在寄生参数提取后进行了后仿真,仿真结果符合设计要求。