리튬-이온 배터리 충전 IC의 설계

A Design of Charger IC for Li-Ion Battery

본 논문에서는 휴대폰에 사용하는 리튬-이론 배터리(Li-Ion battery)를 충전하기 위한 충전 IC 의 설계에 대해서 기술한다. 정전류(Constant Current)/ 정전압 (Constant Voltage) 방식을 이용하여 리튬-이론 배터리를 충전을 하였다. 이 충전 과정을 제어하기 위해서 일반적으로 사용되는 ADC, DAC 와 MICOM 을 사용하지 않고, hardwired control logic 을 이용하여 적은 면적을 가지고도 기존의 충전 과정을 수행하도록 하였다. 충전 IC 외부에 사용되는 저항들을 내부에 집적하여 사용하는 부품의 수를 현저히 줄였다. 충전기와 리튬-이온 배터리를 연결하는 선(wire)로 저항에 의한 전압강하(voltage drop)를 외부에서 보상할 수 있도록하여 리튬-이온 배터리가 가장 안정적인 전압인 4.2 V로 충전 될 수 있도록 하였다. 외부 온도 검사 블록에서 저항을 이용한 전압 분배를 사용하지 않고, 정전류원을 이용하여 외부 온도 변화를 측정할 수 있도록 하였다. 리튬-이온 배터가 전정류와 정전압으로 4.2 V로 충전 되었으며, 충전 IC 의 소비 전력은 37 mW(analog part)이다. 충전 IC는 0.6 ㎛ standard CMOS 공정을 이용하여 설계하였다.