锂离子电池管理芯片的 研究及其低功耗设计 — 锂离子电池管理芯片的电路实现

①动态功耗管理控制

图4.2.11（a）和（b）给出了产生动态功耗管理控制信号的组合逻辑图，其中，图（a）输出信号PM_ODB用来控制过放电压取样电路，而（b）中输出信号PM_OCB用来控制过放电压取样电路。



图4.2.11（a）的电路工作原理如下：COMP_VM是负载检测比较器输出信号，其值为"1"时代表所接负载为充电器，此时NAND11输出信号完全由过放延时输出DELAY_ODB决定。正常工作时，DELAY_ODB为"0"，则经过两次反相后，PM_ODB输出也为"0"，控制过放电压取样电路能正常工作；当出现了过放，在延时结束后，DELAY_ODB由"0"跳变为"1"，则对应PM_ODB也输出"1"，关断过放电电压取样电路。而在COMP_VM输出"0"时，代表所接负载为放电负载，此时DELAY_ODB不再起作用，PM_ODB始终为"0"，保证能进行过放电电压取样。

图4.2.11（b）中，当所接负载为充电器时，COMP_VM输出为"1"，经INV18反相后输入NAND12，则此时NAND12的输出与过充延时信号DELAY_OC无关，始终为"1"，则反相后PM_OCB始终为"0"，过充电电压采样不受影响。

但是在接上负载放电时，COMP_VM跳变为"0"，此时NAND12输出信号完全由过充延时输出DELAY_OC决定。和前面分析相似，在放电情况下，正常工作时，DELAY_OC输出为"1"，经三级反相后PM_OCB输出为"0"，过充电电压采样电路能正常工作；而当过充电产生并且延时结束后，DELAY_OC跳变为"0"，反相后PM_OCB输出为"1"切断采样通路。

②Power Down状态控制Power Down状态实现图见图4.2.12.当过放延时结束后，过放延时信号DELAY_ODB由"0"跳变到"1"，经INV2反相后CTRL_M1由"1"跳变为"0"，此时NOR2输出状态（POWERDB）由输入端B（OUT_LS）来决定。CTRL_M1为低电平时，P1导通，将VM端电位升高，一旦VM电压值升到比V DD低1.3V时，OUT_LS将变为低电平，因此POWERDB由"0"跳变到"1"，POWERD由"1"跳变为"0"，从而使振荡器、所有的比较器停止工作，系统进入低功耗状态，也就是Power Down状态。



从上述过程可知，Power Down状态的实现有赖于VM电位的升高。虽然仅从进入Power Down状态的角度来看，完全可以把DELAY_ODB端作为POWERDB直接输出，但是此处强调进入Power Down状态还要受VM控制，一个重要的原因是为了实现Power Down状态的退出。因为一旦电路进入PowerDown状态以后，过放比较器已停止工作，DELAY_ODB信号将保持不变。为了退出Power Down状态，需对电池进行充电，充电后VM电位下降，OUT_LS电位升高，POWERDB可以由"1"跳变为"0"，于是就实现了Power Down状态的释放。