ltc4054充電保護(hù)電路詳解

LTC4054簡(jiǎn)介

LTC4054是凌特公司的鋰電池充電芯片，它是專為單節(jié)鋰電池充電需要設(shè)計(jì)的單片集成芯片。用LTC4054設(shè)計(jì)的充電器只需幾個(gè)元件，非常簡(jiǎn)潔。LTCA054在工作中無須專門的散熱器，就可對(duì)電池進(jìn)行大電流的充電，而且可以從USB端口取電工作，非常適合用于電腦的周邊設(shè)備中，如MP3、PDA掌上電腦、數(shù)碼錄音筆等。

LTC4054充電保護(hù)電路工作流程

TC4054是運(yùn)用恒流/恒壓充電算法的單節(jié)鋰電池充電器，它提供高達(dá)800mA充電電流(使用較好散熱的PCB板)，最后充電電壓精度達(dá)±1%。LTCA054內(nèi)置P溝道MOSFET功率管和溫度調(diào)節(jié)電路，無須隔離二極管和外接電流傳感電阻，因此基本的充電器電路僅需3個(gè)外圍元件。此外，LTC4054還能從USB端口取電工作。

普通充電周期

充電周期開始于當(dāng)Vcc電源超過UVLO限定的電壓和一個(gè)1%精度的電阻接在PROG和GND之間。如果BAT引腳的電壓低于2.9V，充電器進(jìn)入涓流充電模式，在此模式LTCA-054用大約充電電流設(shè)定值的1/10電流進(jìn)行充電，使電池的端電壓上升到能夠進(jìn)行大電流充電的安全電壓(注：LTC4054X無此涓流充電功能)。當(dāng)BAT端電壓上升超過2.9V時(shí)充電器進(jìn)入恒流充電模式，以編程設(shè)定的電流對(duì)電池充電。當(dāng)BAT端電壓接近最后的充電電壓4.2V時(shí)LTC4054進(jìn)入恒壓充電模式，充電電流開始減小。當(dāng)充電電流下降到充電電流設(shè)定值的1/10時(shí)充電周期就結(jié)束了。

設(shè)定充電電流

充電電流由接于PROG和GND之間的一個(gè)電阻來設(shè)定，電池的充電電流是PROG端輸出電流的1000倍。這個(gè)電阻和充電電流由下式進(jìn)行計(jì)算：Rprog=1000V/Ichrg，Ichrg=1000V/Rprog，輸出到電池的電流可通過監(jiān)測(cè)PROG的電壓在任何時(shí)候由下式計(jì)算得到：Ibat=(Vprog/Rprog)*1000。

充電的終止

當(dāng)充電電流下降到設(shè)定值的1/10時(shí)充電周期就終止。內(nèi)置比較器監(jiān)測(cè)到PROG端電壓低于100mY時(shí)LTCA054就進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)(任何使PROG端電壓高于100mY的因素都將阻止LTCA054中止充電周期)。在待機(jī)狀態(tài)LTCA054中止提供充電電流給電池，此時(shí)輸入電源電流降至200μA。當(dāng)電池的端電壓低于4.05V時(shí)充電器將自動(dòng)啟動(dòng)重新充電。要手動(dòng)重啟充電周期，必須斷開電源后又重新加電或者關(guān)閉充電器并暫時(shí)斷開PROG引腳。

充電狀態(tài)指示

充電狀態(tài)輸出有三種不同狀態(tài)：導(dǎo)通大電流狀態(tài)(10mA)、截止小電流狀態(tài)(20μA)和高阻狀態(tài)。第一種指示LTC4054處于充電周期狀態(tài)，一旦充電周期終止，該引腳狀態(tài)由UVLO來確定。第二種指示Kc不在UVLO狀態(tài)，LTC4054為充電作好準(zhǔn)備。第三種指示LTC4054處于UVLO狀態(tài)，Vcc供電不足，低于BAT端電壓的100mV內(nèi)。微處理器能區(qū)別這三種狀態(tài)。

溫度限制

如果芯片溫度將升至設(shè)定的大約120℃時(shí)，內(nèi)置的溫度反饋回路會(huì)降低充電電流設(shè)定值。該功能保護(hù)LTC4054以免過熱，允許使用者不管給定電路板散熱能力的限制也不會(huì)損壞LTCA054芯片。在確保充電器在最壞狀況能自動(dòng)減小充電電流的情況下，充電電流可以按典型環(huán)境溫度(不是最壞情況)設(shè)定。

欠壓鎖定(UVLO)

內(nèi)置的欠壓鎖定電路監(jiān)測(cè)輸入電源電壓，使充電器處于關(guān)閉狀態(tài)直至Vcc上升超過UVLO電壓。UVLO電路有一個(gè)200mV滯后特性。此外，為防止MOSFET功率管的反向電流，在Vcc電壓低于電池電壓的30mY時(shí)UVLO電路強(qiáng)制使充電器處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)UVLO比較器反轉(zhuǎn)后充電器不會(huì)消除關(guān)閉狀態(tài)，除非Vcc上升超過電池電壓的100mV以上。

手動(dòng)關(guān)閉

在充電周期的任意點(diǎn)通過斷開PROG引腳的電阻Rprog來使LTC4054進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，可使電池消耗低于2μA，電源供應(yīng)電流小于50μA?；謴?fù)電阻RPROG的連接將開始一個(gè)新的充電周期。

自動(dòng)重充

一旦充電周期終止，LTCA054就繼續(xù)監(jiān)測(cè)BAT端的電壓，當(dāng)電池電壓降至4.05V(這相當(dāng)于電池的大約80%一90%的容量)將對(duì)電池重充，這確保電池處于滿充狀態(tài)，而排除整個(gè)充電周期重新開始的需要。在重充期間CHRG端處于導(dǎo)通狀態(tài)。充電流程如圖所示。