ltc4054充電保護(hù)電路詳解
出處:電子市場 發(fā)布于:2017-12-04 15:14:06 | 2508 次閱讀
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,非常簡潔。LTCA054在工作中無須專門的散熱器,就可對電池進(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。
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),充電電壓達(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。
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%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)定的電流對電池充電。當(dāng)BAT端電壓接近的充電電壓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)。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。恢復(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。
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