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近年來，手機、數碼相機、MP3等便攜式產品向體積小、厚度薄、重量輕方向發展，新產品推陳出新，產量也猛增。這些新產品中無不采用鋰離子(或聚合物)電池，因為它能滿足小、薄、輕的要求，并且容量大，能延長兩次充電的時間間隔。與此同時，各廠商也開發出各種新型充電器，與產品進行配套銷售。為爭奪充電器市場的份額，各導體廠商開發許多性能優良、設計靈活、應用方便的充電器芯片，應用到各種新型充電器當中。 凌特公司推出的單節鋰離子電池充電器LTC4062應用靈活，可滿足不同容量的鋰離子電池的需要，也能采用插頭式電源及USB端口進行充電，為充電器設計工程師提供了一個很好的選擇。 特點及應用范圍 LTC4062是一種充單節鋰離子電池的線性充電器，由LTC4062組成的充電器適用于筆記本電腦、手機、MP3播放器及數碼相機等。該充電器主要特點包括：可以用插頭式(AC/DC適配器)或USB端口供電；最大充電電流可達1A；預設浮充電壓為4.2V±0.35%；內有用于監控電池電壓的低功耗電壓比較器；有多種終止充電方式：可設置時間的定時器來控制終止充電；在充電電流小于設定的電流時終止充電；由用戶根據充電狀態指示來終止充電；完善的充電程序(算法)；在電壓低于2.9V時實現涓流充電；在電壓大于2.9V時實現大電流恒流充電；當電池電壓接近4.2V時改為恒壓充電；有充電過程指示(LED亮表示充電、LED滅表示充電終止，LED閃亮表示電池未裝好或有故障)；有智能啟動(Smart Start)，可延長電池壽命；有關閉控制，在關閉狀態時耗電20μA(典型值)，電池耗電小于2μA；充電電流可設定；終止充電時的電流閾值可設定；內部有自動熱調節來控制最大的充電率，不會有過熱風險；無須外部電流檢測電阻及阻塞二極管；外圍元器件少；有設定全電流充電(大功率)及1/5電流充電(小功率)選擇以滿足不同充電電源及電池容量的需要；10管腳小尺寸DFN封裝(3mm×3mm)，高度0.75mm；工作溫度范圍為0℃～+85℃。 管腳排列及功能 LTC4062的管腳排列如圖1所示，各管腳功能如表1所示。 表1 圖1 LTC4062的管腳排列 圖2 OUT端的兩個輸出狀態 圖3 CHRG是內部MOSFET開漏輸出端 圖4 C/5是編程充電電流控制端 LTC4062的主要參數(VCC=5V、TA=25℃)典型值：輸入電源電壓范圍VCC為4.3～8V；在充電模式時，輸入電源電流ICC=240μA，備用模式時，ICC=130μA，關閉模式時，ICC=20μA；充電器調節后輸出電壓VFLOAT=4.2V ±0.015V(TA=25℃)，VFLOAT=4.2V ±0.025V(0℃ 充電過程的幾點說明 充電程序 當電池裝入充電器、上電后，充電器檢測電池的電壓VBAT，若VBAT<2.9V(VTRIKL)，以1/10設定的恒定充電電流IBAT作涓流充電；當電池電壓升到3V時，涓流充電結束，以設定的IBAT恒流充電；當電池電壓VBAT上升約到4.2V時，以恒壓4.2V充電，此時充電電流下降；當電池充電電流降到終止充電閾值檢測電流IDET時，終止充電(檢測充電電流終止充電方式)。若充電電池的電壓VBAT>3V，則直接用IBAT恒流充電，無涓流充電階段。 三種終止充電方式 充電器設計者可選擇用定時器定時間終止充龜，選擇充電電流下降到設定的IDET時終止充電，選擇由充電器使用者根據充電狀態指示終止充電。 用定時器定時間終止充電時，TIMER端接一個CTIMER電容到GND。定時時間與CTIMER容量有關，其關系式為： 定時時間(小時)=3CTIMER(μF)/0.1μF 若CTIMER=0.1μF，則定時時間為3小時。 用在恒壓充電時，充電電流IBAT下降到設定閾值檢測電流IDET時，終止充電。選擇此方式時，需將TIMER端接地。 選擇用戶終止充電是利用充電時LED亮，終止充電時LED滅的指示，由用戶來終止充電。選擇此方式時，TIMER端需接VCC端。 充電器充電狀態指示 充電器充電狀態指示如圖5所示，在VIN端接一個發光二極管(LED)及限流電阻到CHRG端(其內部結構見圖3)。當VBAT<2.9V時為涓流充電，CHRG輸出低電平，LED亮(表示充電開始)；當IBAT 圖5 CHRG外接LED的電路 智能啟動及自動再充電 LTC4062上電或消除關閉模式時，若BAT端電壓低于4.1V，則充電器進入充電模式進行充電；若BAT端電壓高于4.1V時，進入備用模式，充電器不再充電。這將減少不必要的充電循環，可延長電池壽命。 當充電器在備用模式時，仍監控BAT端的電壓，當BAT一旦低于4.1V時，充電器自動再啟動，定時器定時時間為原設定時間的50%(若選擇定時器終止充電)。在用戶終止充電方式中則無此功能。 典型應用電路 定時器終止充電方式電路 由定時器終止充電方式的電路如圖6所示。采用CTIMER=0.1μF，定時時間為3小時。恒流充電電流IBAT=1000V/RPROG=1000V/2kΩ=500mA。IDET=100V/RDET=100V/2kΩ=50mA。充電時LED亮，當IBAT 圖6 由定時器終止充電方式的電路 圖6中，RPROG與RDET是兩個2kΩ電阻，也可采用一個1kΩ電阻(省去一個電阻)，如圖7所示。用一個1kΩ電阻時，IBAT=500V/RPROG，IDET=50V/RDET。 采用檢測電流方式終止充電電路 采用檢測IBAT電流來終止充電電路如圖8所示。按圖的參數IBAT=807mA，IDET=80mA。R1=715kΩ，R2=347kΩ，則VBAT<3V時，OUT為高電平；VBAT>3V時，OUT為低電平(可參看圖2)。圖中C/5接VCC(高電平)，全電流充電，EN端懸空(內部有下拉電阻)，充電器正常工作，要關閉時EN接高電平。TIMER端接地(采用檢測充電電流終止充電方式)。LED作充電狀態指示。 圖7 由定時器終止充電方式的電路 圖8 采用監測電流方式終止充電電路 圖9 采用插頭式電源或USB端口作電源的充電電路 采用5V插頭式電源或USB端口作電源的充電電路。 采用5V插頭式電源或USB端口作電源充電的電路如圖9所示。兩種電源都可使用，若兩種電源都接上，則5V插頭式電源優先。5V插頭式電源使10kΩ電阻通電，VGS≈0V，P管截止，USB端口不再供電。肖特基二極管D為阻塞二極管，它防止USB供電時，不會使10kΩ電阻通過電流，并且減小二極管的正向壓降的損失。圖中TIMER接地，IBAT 圖10 采用插頭式或USB電源時充電電流不同的電路 采用不同電源時充電電流不同的電路 采用5V插頭式電源可提供800mA充電電流，但由于USB端口不能提供800mA電流，可采用圖10所示的電路，在USB端口供電時，充電電流減小到500mA。 在用插頭式電源時，N管導通，RPROG=R1//R2，使RPROG值減小，IBAT=800mA用USB電源時，N管截止，RPROG=R2，IBAT=500mA。 TIMER接VCC，由用戶終止充電。 |
