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由于鋰電池的體積密度、能量密度高，并有高達(dá)4.2v的單節(jié)電池電壓，因此在手機(jī)、pda和數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品中獲得了廣泛的應(yīng)用。為了確保使用的安全性，鋰電池在應(yīng)用中必須有相應(yīng)的電池管理電路來(lái)防止電池的過(guò)充電、過(guò)放電和過(guò)電流。鋰電池保護(hù)ic超小的封裝和很少的外部器件需求使它在單節(jié)鋰電池保護(hù)電路的設(shè)計(jì)中被廣泛采用。 然而，目前無(wú)論是正向（獨(dú)立開(kāi)發(fā)）還是反向（模仿開(kāi)發(fā)）設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)鋰電池保護(hù)ic由于技術(shù)、工藝的原因，實(shí)際參數(shù)通常都與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)有較大差別，在正向設(shè)計(jì)的ic中尤為突出，因此，測(cè)試鋰電池保護(hù)ic的實(shí)際工作參數(shù)已經(jīng)成為必要。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了專(zhuān)用的鋰電池保護(hù)板測(cè)試儀，但價(jià)格普遍偏高，并且測(cè)試時(shí)必須先將ic焊接在電路板上。因此，本文中設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試電路，借助普通的電子儀器就可以完成對(duì)鋰電池保護(hù)ic的測(cè)試。 鋰電池保護(hù)ic的工作原理 單節(jié)鋰電池保護(hù)ic的應(yīng)用電路很簡(jiǎn)單，只需外接2個(gè)電阻、2個(gè)電容和2個(gè)mosfet，其典型應(yīng)用電路如圖1所示。 圖1 鋰電池保護(hù)ic的典型應(yīng)用電路 鋰電池保護(hù)ic測(cè)試電路設(shè)計(jì) 圖2 鋰電池保護(hù)ic測(cè)試電路 根據(jù)鋰電池保護(hù)ic的工作原理設(shè)計(jì)的測(cè)試電路如圖2所示，圖3詳細(xì)說(shuō)明了圖2中模塊b的電路。模塊a在測(cè)試過(guò)流保護(hù)時(shí)為cs引腳提供電壓，模擬圖1中的cs引腳所探測(cè)到的電壓。調(diào)整模塊中的可變電位器可為cs引腳提供可變電源，控制其中的跳變開(kāi)關(guān)可為cs提供突變電壓。模塊b為電源，模擬為ic提供工作電壓。調(diào)整電路中的可變電位器r7可為整個(gè)電路提供一個(gè)可變電壓，在測(cè)試過(guò)充電保護(hù)電壓和過(guò)放電保護(hù)電壓時(shí)使用�？刂颇K中的開(kāi)關(guān)s1的閉合為測(cè)試電路提供一個(gè)跳變電源，在測(cè)試ic的過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流延遲時(shí)使用。跳線端口p1、p2在測(cè)試ic工作電流時(shí)使用，在測(cè)試其他參數(shù)時(shí)將開(kāi)關(guān)s2導(dǎo)通即可。測(cè)試ic工作電流時(shí)，將電流表接在p1、p2上，將開(kāi)關(guān)s2斷開(kāi)。模塊c是用2個(gè)mosfet做成的微電流源，在測(cè)試od、oc輸出高、低電平時(shí)向該引腳吸、灌電流，只要mosfet選擇恰當(dāng)，可以滿(mǎn)足測(cè)試需要。模塊d是2片mosfet集成芯片，相當(dāng)于圖1中的m1、m2，其中的兩個(gè)端口在測(cè)試mosfet漏電流時(shí)使用，在測(cè)試其他參數(shù)時(shí)要將這兩個(gè)端口短接。模塊e是一個(gè)ic插座，該插座用于放置待測(cè)ic，最多可以放置4片ic（測(cè)試時(shí)只能放一片ic），測(cè)試完以后可以將ic取出，不留任何痕跡，不影響ic的銷(xiāo)售和再次測(cè)試。 圖3 模塊b的電路圖 在測(cè)試電路的設(shè)計(jì)中，對(duì)電阻的選擇要慎重。在模塊a、b、c中由于有可變電位器的存在，如果其他電阻選擇不適當(dāng)容易造成電路的燒毀，尤其是模塊a和b中的可變電位器的選擇對(duì)測(cè)試各種電壓的精度影響很大。本電路中兩個(gè)可變電位器都是1k/10圈的，精度較高。模塊c中的mosfet的選擇要注意其工作電流范圍，在測(cè)試需要用到的電流只有兩個(gè)級(jí)別，一個(gè)是零點(diǎn)幾個(gè)微安，一個(gè)是幾十微安，因此一般要求能提供微安級(jí)以下的電流。另外，電源的穩(wěn)定度對(duì)整個(gè)ic測(cè)試參數(shù)的影響很大，因此，在測(cè)試時(shí)盡量使用穩(wěn)定性好的電源。 本設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)有以下三個(gè)特點(diǎn)。 ● 在測(cè)試ic過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流的延遲時(shí)利用開(kāi)關(guān)將電阻短路或開(kāi)路來(lái)實(shí)現(xiàn)電路電源的突變，并且利用示波器同時(shí)抓電源和oc、od跳變波形圖來(lái)測(cè)量延遲時(shí)間。 ● 為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試oc、od高、低電平時(shí)向引腳吸、灌電流，本電路用mosfet做了兩個(gè)簡(jiǎn)單的微電流源，選用的mosfet型號(hào)為tn0201t，利用柵級(jí)電壓控制漏、源級(jí)電流，以漏、源級(jí)電流為電流源，精度可以達(dá)到0.1μa，基本可以滿(mǎn)足測(cè)試的需要。 ● 測(cè)試過(guò)流保護(hù)電壓時(shí)，即測(cè)試使od引腳從高電平跳變?yōu)榈碗娖降腸s引腳電壓。短流保護(hù)電壓遠(yuǎn)高于過(guò)流保護(hù)電壓，當(dāng)電壓達(dá)到過(guò)流保護(hù)電壓時(shí)電路已經(jīng)發(fā)生跳變，od輸出一直為低電平，因此常規(guī)方法無(wú)法測(cè)試出短流保護(hù)電壓，于是，本文采用了一種間接的近似測(cè)試方法。ic對(duì)過(guò)電流保護(hù)的延遲時(shí)間大概為幾個(gè)到十幾個(gè)毫秒，而短流延遲時(shí)間則大概為十幾個(gè)微秒，因此可以根據(jù)過(guò)流延遲時(shí)間與短流延遲時(shí)間的不同來(lái)近似測(cè)試短流保護(hù)電壓。此參數(shù)使用專(zhuān)用的鋰電池保護(hù)板測(cè)試儀也無(wú)法測(cè)出。 本測(cè)試電路也存在一些不足。一是對(duì)ic測(cè)試的精度與電源穩(wěn)定度、電表精度有關(guān)，其中，對(duì)各種電壓測(cè)試的精度還與可變電位器的精度有關(guān)；二是短流保護(hù)電壓測(cè)得的是近似值。 總結(jié) 雖然目前市場(chǎng)上有很多鋰電池保護(hù)板測(cè)試儀，但價(jià)格昂貴，并且測(cè)試參數(shù)固定，不能滿(mǎn)足實(shí)際測(cè)試的需要。在實(shí)際的應(yīng)用中，客戶(hù)最注重的鋰電池保護(hù)ic的幾個(gè)主要參數(shù)為：過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流保護(hù)電壓、靜態(tài)工作電流和斷電電流、過(guò)充、過(guò)放和過(guò)流保護(hù)延遲，以及od、oc引腳的輸出高、低電平。本文提供的測(cè)試方法可以很精確地測(cè)出上述參數(shù)，已經(jīng)超出了鋰電池保護(hù)板測(cè)試儀所能測(cè)試的參數(shù)。因此，在一些對(duì)鋰電池保護(hù)ic參數(shù)要求很全面或條件比較受限制的場(chǎng)合，本文提供的測(cè)試電路和測(cè)試方法是一種較好的選擇。 上述測(cè)試電路和測(cè)試方法已經(jīng)投入使用，現(xiàn)已成功測(cè)試千余片鋰電池保護(hù)ic。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，除了短流保護(hù)電壓是近似測(cè)試以外，其余參數(shù)測(cè)試都與專(zhuān)用的測(cè)試儀器測(cè)出的結(jié)果非常吻合；從客戶(hù)反映情況來(lái)看，該測(cè)試電路測(cè)出的參數(shù)準(zhǔn)確，能滿(mǎn)足客戶(hù)需要。由于本測(cè)試電路沒(méi)有封裝（加外殼），可以根據(jù)客戶(hù)的需要增加適當(dāng)電路測(cè)試出更多參數(shù)（如本文中提到的測(cè)試mosfet漏電流大小）。 |
