点击图片查看原图
件 库存1件
引言
EPS电源常用的均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关
电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。成组的锂电池串联充电时，应保证每节电池均衡充
电，否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能，
多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU;通过和保护芯片的串行通讯（如I2C总线）来实现，加大了
保护电路的复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。
本文针对动力锂电池成组使用，各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，充电过
程中要实现整组电池均衡充电的问题，介绍了一种采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保
护的含均衡充电功能的电池组保护板的设计方案。仿真结果和工业生产应用证明，该保护板保护功能完善，工
作稳定，性价比高，均衡充电误差小于50mV.
1 锂电池组保护板均衡充电原理结构
采用单节锂电池保护芯片设计的具备均衡充电能力的锂电池组保护板结构框图如下图1所示。
图1 EPS电源组保护板结构框图
其中：1为单节锂离子电池；2为充电过电压分流放电支路电阻；3 为分流放电支路控制用开关器件；4为过流检测保护电阻；5为省略的锂电池保护芯片及电路连接部分；6为单节锂电池保护芯片（一般包括充电控制引脚CO,放电控制引脚DO,放电过电流及短路检测引脚VM,电池正端VDD,电池负端VSS等）；7为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极；8为放电欠电压、过流、短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS管栅极；9为充电控制开关器件；10为放电控制开关器件；11为控制电路；12为主电路；13为分流放电支路。单节锂电池保护芯片数目依据锂电池组电池数目确定，串联使用，分别对所对应单节锂电池的充放电、过流、短路状态进行保护。该系统在充电保护的同时，通过保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现均衡充电，该方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法，降低了锂电池组充电器设计应用的成本。
2 硬件设计
2.1 充电电路
当锂电池组充电时，外接电源正负极分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，充电电流流经电池组正极BAT+、电池组中单节锂电池1~N、放电控制开关器件、充电控制开关器件、电池组负极BAT-,电流流向如图2所示。
由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点。想要更详细的了解线性稳压电源，请参看模拟电子线路教科书。这里我们主要是帮助大家理清这些概念以及它们之间的关系。
一般来说，线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如保护电路，启动电路等部分。下图是一个比较简单的线性稳压电源原理图（示意图，省略了滤波电容等元件），取样电阻通过取样输出电压，并与参考电压比较，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。
模拟输出（ANA OUT）前置放大器输出。前置电压增益取决于AGC端的电平。
模拟输入（ANA IN）此端即芯片录音的输入信号。对话筒输入来说，ANA OUT端应通过外接电容连至本端。该电容和本端的3KΩ输入阻抗给出了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至本端。
喇叭输出（SP+、SP-）这对输出端能驱动16Ω以上的喇叭。单端使用时必须在输出端和喇叭间接耦合电容，而双端输出既不用电容又能将功率提高4倍。录音时，它们都呈高阻态；节电模式下，它们保持为低电平。
外部时钟（XCLK）此端内部有下拉元件，不用时应接地。芯片内部的采样时钟在出厂前已调校，保证了标称的最小录音时间。商业级芯片在整个温度各电压范围内，频率变化在+2.25%内,并保证最小录放时间，所以有些芯片的录放时间比标称的值稍大。工业级芯片在整个温度和电压范围内， 频率变化在+5%内，建议使用稳压电源。若要求更高精度或系统同步，可从本端输入外部时钟，频率如表2-1“外部钟频”所示。由于内部的防混淆及平滑滤波器已设定，帮上述持荐的时钟频率不应改变。输入时钟的占空比无关紧要，因为内部首先进行了分频。
地址（A0~A7）地址端有两个作用，取决于最高（MSB）两位A7、A6的状态。当A7或A6有一个为0时，所有输入均释放为地址位，作为当前录放操作的起始地址。地址端只用输入，不输出操作过程的内部地址信息。地址在/PLAYE、/PLAYL、或/REC的下降沿锁存。
三、操作模式
ISD1110/ISD1420系列内置了若了干操作模式，可用最少的外围器件实现最多的功能。操作模式也由地址端控制；当A7和A6都为1时，其它地址端置高就选择某个（或某几个）模式。因为操作模式和直接寻址互相排斥。操作模式可由微控制器，也可由硬件实现。使用操作模式有两点注意：（1）所有操作最初都是从0地址，即存储空间的起始端开始。后续操作根据所选用的模式可从其它的地址开始。此外，A4模式中，当电路由录转为放时地址计数器复位为0，而由放转为录则不复位。（2）当控制信号（/PLAYL、/PLAYE或/REC）变低，同时A6和A7为高时，执行操作模式。这种操作模式一直有效，除非控制信号再次由高变低，芯片重新锁存当前的地址/模式端电平，然后执行相应操作。
操作模式简表
模式 功能 典型应用 可组合使用的模式
A0 信息检索 快进信息 A4
A1 删除EOM 要最后一条信息的结束处放置EOM A3、A4
A3 循环 从0地址循环放音 A1
A4 连续寻址 录放连续的多段信息 A0、A1
A0（信息检索）——快速跳过信息而不必知道其确切的地址。控制端每输入一个低脉冲，内部地址计数器就跳到下一条信息。此模式仅用于放音，通常与A4同时使用
A1（EOM删除）—— 使分段信息变为一条信息，仅在信息最后留一个EOM标志。这个模式完成后，录入的所有信息就作为一条连续的信息。
A3（信息循环）—— 循环重放位于存储空间起始处的那条信息。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就从头至尾进行。给/PLAYE发低脉冲后循环开始，给/PLAYL发低脉冲后循环结束。
A4（连续寻址）—— 正常操作中，重放遇到WOM标志时，地址计数器会复位。A4模式禁止地址计数器复位，使得信息可连续录入或重放。当芯片既非录音又非放音时，将A4短暂拉低可使地址计数器复位为0。
A2、A5 —— 末用。
注：ISD1110-系列只在将A3接高就可实现循环，操作同上。控制循环的另一种方法是只用/PLAYL端；接低开始循环，变高循环结束。
一点改进：ISD1110系列的三个按键脚及A7和A6内部有上拉电阻，A5~A0有下拉电阻，因此不需R6、R7和R8，不分段时地址线也不必接地。按键和A7、A6接地会产生100微安电流。下面这个电路，效果一样的，但是少了好几个元件。ok........................ok
销售：王浩
电话：18001283863
梅兰日兰蓄电池：www.meilandianchi.com