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ltc4054充电保护电路详解

出处:电子市场 发布于:2017-12-04 | 517 次阅读

  LTC4054简介
  LTC4054是凌特公司的锂电池充电芯片,它是专为单节锂电池充电需要设计的单片集成芯片。用LTC4054设计的充电器只需几个元件,非常简洁。LTCA054在工作中无须专门的散热器,就可对电池进行大电流的充电,而且可以从USB端口取电工作,非常适合用于电脑的周边设备中,如MP3、PDA掌上电脑、数码录音笔等。
 

  LTC4054充电保护电路工作流程
  TC4054是运用恒流/恒压充电算法的单节锂电池充电器,它提供高达800mA充电电流(使用较好散热的PCB板),最后充电电压精度达±1%。LTCA054内置P沟道MOSFET功率管和温度调节电路,无须隔离二极管和外接电流传感电阻,因此基本的充电器电路仅需3个外围元件。此外,LTC4054还能从USB端口取电工作。
 

  普通充电周期
  充电周期开始于当Vcc电源超过UVLO限定的电压和一个1%精度的电阻接在PROG和GND之间。如果BAT引脚的电压低于2.9V,充电器进入涓流充电模式,在此模式LTCA-054用大约充电电流设定值的1/10电流进行充电,使电池的端电压上升到能够进行大电流充电的安全电压(注:LTC4054X无此涓流充电功能)。当BAT端电压上升超过2.9V时充电器进入恒流充电模式,以编程设定的电流对电池充电。当BAT端电压接近最后的充电电压4.2V时LTC4054进入恒压充电模式,充电电流开始减小。当充电电流下降到充电电流设定值的1/10时充电周期就结束了。
  设定充电电流
  充电电流由接于PROG和GND之间的一个电阻来设定,电池的充电电流是PROG端输出电流的1000倍。这个电阻和充电电流由下式进行计算:Rprog=1000V/Ichrg,Ichrg=1000V/Rprog,输出到电池的电流可通过监测PROG的电压在任何时候由下式计算得到:Ibat=(Vprog/Rprog)*1000。
  充电的终止
  当充电电流下降到设定值的1/10时充电周期就终止。内置比较器监测到PROG端电压低于100mY时LTCA054就进入待机状态(任何使PROG端电压高于100mY的因素都将阻止LTCA054中止充电周期)。在待机状态LTCA054中止提供充电电流给电池,此时输入电源电流降至200μA。当电池的端电压低于4.05V时充电器将自动启动重新充电。要手动重启充电周期,必须断开电源后又重新加电或者关闭充电器并暂时断开PROG引脚。
  充电状态指示
  充电状态输出有三种不同状态:导通大电流状态(10mA)、截止小电流状态(20μA)和高阻状态。第一种指示LTC4054处于充电周期状态,一旦充电周期终止,该引脚状态由UVLO来确定。第二种指示Kc不在UVLO状态,LTC4054为充电作好准备。第三种指示LTC4054处于UVLO状态,Vcc供电不足,低于BAT端电压的100mV内。微处理器能区别这三种状态。
  温度限制
  如果芯片温度将升至设定的大约120℃时,内置的温度反馈回路会降低充电电流设定值。该功能保护LTC4054以免过热,允许使用者不管给定电路板散热能力的限制也不会损坏LTCA054芯片。在确保充电器在最坏状况能自动减小充电电流的情况下,充电电流可以按典型环境温度(不是最坏情况)设定。
  欠压锁定(UVLO)
  内置的欠压锁定电路监测输入电源电压,使充电器处于关闭状态直至Vcc上升超过UVLO电压。UVLO电路有一个200mV滞后特性。此外,为防止MOSFET功率管的反向电流,在Vcc电压低于电池电压的30mY时UVLO电路强制使充电器处于关闭状态,当UVLO比较器反转后充电器不会消除关闭状态,除非Vcc上升超过电池电压的100mV以上。
  手动关闭
  在充电周期的任意点通过断开PROG引脚的电阻Rprog来使LTC4054进入关闭状态,可使电池消耗低于2μA,电源供应电流小于50μA。恢复电阻RPROG的连接将开始一个新的充电周期。
  自动重充
  一旦充电周期终止,LTCA054就继续监测BAT端的电压,当电池电压降至4.05V(这相当于电池的大约80%一90%的容量)将对电池重充,这确保电池处于满充状态,而排除整个充电周期重新开始的需要。在重充期间CHRG端处于导通状态。充电流程如图所示。
  

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