雙輸入獨(dú)立鋰離子電池充電器LTC4096/LTC4096X快速上手指南

引言

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電池充電電路是至關(guān)重要的一部分。今天我們要介紹的是Demonstration Circuit 1088A - A & B雙輸入獨(dú)立鋰離子電池充電器LTC4096/LTC4096X，它為單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池充電提供了一個(gè)完整的獨(dú)立線性充電解決方案。

文件下載：DC1088A-A.pdf

產(chǎn)品概述

功能特點(diǎn)

Demonstration circuits DC1088A - A和 - B是完整的獨(dú)立線性充電器，能夠?qū)喂?jié)鋰離子或鋰聚合物電池進(jìn)行充電。LTC4096/LTC4096X會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并選擇合適的輸入源，既可以是USB端口，也可以是5V壁式適配器輸入。Input Power Present (PWR)引腳用于指示是否有足夠的輸入電源，并且能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá)120mA的電流。

充電電流設(shè)置

• 當(dāng)使用USB輸入時(shí)，充電電流自動(dòng)設(shè)置為500mA。
• 當(dāng)使用壁式適配器輸入時(shí)，充電電流自動(dòng)設(shè)置為1A。
• 當(dāng)充電電流降至50mA時(shí)，充電周期結(jié)束。

充電模式差異

• LTC4096：當(dāng)電池電壓低于2.9V時(shí)，工作在涓流充電模式（充電電流為正常充電電流的10%）。
• LTC4096X：沒(méi)有涓流充電模式，當(dāng)電池電壓低于2.9V時(shí)，以全充電電流進(jìn)行充電。

充電器禁用

通過(guò)將SUSP跳線JP1設(shè)置到HI位置，可以禁用充電器。CHRG LED指示燈用于指示充電器是否處于充電模式。

性能參數(shù)

快速啟動(dòng)步驟

準(zhǔn)備工作

可以使用實(shí)際的鋰離子電池、雙極性電源或電池模擬器來(lái)評(píng)估充電器。電池模擬器由一個(gè)可調(diào)電源和一個(gè)跨接在電源輸出端的負(fù)載電阻組成。例如，一個(gè)2.5Ω 10W的電阻可以在2.5V時(shí)提供1A的負(fù)載，這樣電源就可以像電池一樣吸收和提供電流，并且可以快速改變電池電壓或使其保持在同一值。

測(cè)量設(shè)備設(shè)置

參考圖1進(jìn)行正確的測(cè)量設(shè)備設(shè)置，并按照以下步驟操作：

1. 將SUSP跳線JP1設(shè)置到HI位置。
2. 將電源調(diào)整到0V，按照?qǐng)D1所示，用串聯(lián)電流表連接USB輸入、適配器輸入和電池模擬器?？梢允褂秒娏鞅砘?00mΩ的電流檢測(cè)電阻來(lái)測(cè)量電池充電電流。
3. 按照?qǐng)D1所示，在USB輸入和地、適配器輸入和地、電池輸出和地之間連接電壓表。這些電壓表也可用于測(cè)量IDC、IUSB、ITERM和PWR端子上的電壓。
4. 打開(kāi)電池模擬器電源至2.5V，并將SUSP跳線設(shè)置到LO位置。
5. 增加適配器輸入電壓，直到CHRG LED指示燈亮起，觀察適配器輸入電壓和充電電流。此時(shí)適配器輸入電壓處于上升的DCIN欠壓鎖定閾值，PWR電壓約等于適配器輸入電壓。LTC4096將處于涓流充電模式，涓流充電電流為100mA；LTC4096X將處于全充電模式，充電電流為1A。
6. 將電池模擬器電源增加到3V，觀察到LTC4096的充電電流將躍升至全充電電流1A，LTC4096X的充電電流將保持在1A。
7. 將USB輸入電源設(shè)置為5V，緩慢降低適配器輸入電壓，直到充電電流突然降至500mA。此時(shí)適配器輸入電壓處于下降的DCIN欠壓鎖定閾值，PWR電壓約等于USB輸入電壓。
8. 增加適配器輸入電壓，直到充電電流跳回1A。此時(shí)器件正在使用適配器輸入電源，PWR電壓約等于適配器輸入電壓。
9. 將適配器輸入電壓設(shè)置為5V，緩慢增加電池模擬器電壓，直到充電電流開(kāi)始下降。此時(shí)充電器進(jìn)入恒壓模式。
10. 繼續(xù)緩慢增加電池模擬器電壓，同時(shí)觀察充電電流。當(dāng)充電電流降至50mA終止電流以下時(shí)，充電周期結(jié)束。
11. 緩慢降低電池模擬器電壓，直到CHRG LED指示燈亮起。這表明電池電壓達(dá)到了再充電電壓閾值。
12. 將適配器輸入設(shè)置為0V，緩慢降低USB輸入電壓，直到CHRG LED指示燈熄滅。此時(shí)USB輸入電壓處于下降的USB欠壓鎖定閾值，PWR引腳電壓等于0V。
13. 將電池模擬器電壓設(shè)置為2.5V，緩慢增加USB輸入電壓，直到CHRG LED指示燈亮起。此時(shí)USB輸入處于上升的USB欠壓鎖定閾值，PWR電壓約等于USB輸入電壓。LTC4096處于涓流充電模式，涓流充電電流為50mA；LTC4096X處于全充電模式，充電電流為500mA。
14. 將USB輸入電壓增加到5V，緩慢增加電池模擬器電壓到3V。LTC4096躍升至全充電模式，充電電流為500mA；LTC4096X的充電電流保持在500mA。
15. 緩慢增加電池模擬器電壓，直到充電電流開(kāi)始下降。此時(shí)充電器進(jìn)入恒壓模式。
16. 繼續(xù)緩慢增加電池模擬器電壓，同時(shí)觀察充電電流。當(dāng)充電電流降至50mA終止電流以下時(shí)，充電周期結(jié)束。
17. 緩慢降低電池模擬器電壓，直到CHRG LED指示燈亮起。這表明電池電壓達(dá)到了再充電電壓閾值。
18. 將SUSP跳線設(shè)置到HI位置，這將禁用充電器并使器件進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)。
19. 將適配器輸入電源設(shè)置為5V，觀察適配器輸入電流和流向電池模擬器的電流。當(dāng)SUSP跳線處于HI位置時(shí)，器件保持關(guān)機(jī)狀態(tài)。

輸出波紋處理

演示板上提供了一個(gè)4.7uF的輸出電容和一個(gè)1Ω的串聯(lián)電阻，用于在電池?cái)嚅_(kāi)時(shí)降低輸出紋波電流。當(dāng)電池或電池模擬器從充電器斷開(kāi)時(shí)，BAT輸出端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)約10mV p - p的鋸齒波形，這是充電器和輸出電容在再充電閾值電壓和充電終止之間循環(huán)的結(jié)果。

結(jié)束操作

完成測(cè)試后，將SUSP跳線JP1設(shè)置到HI位置關(guān)閉電路，關(guān)閉輸入電源，并斷開(kāi)和/或關(guān)閉電池或電池模擬器。

總結(jié)

LTC4096/LTC4096X雙輸入獨(dú)立鋰離子電池充電器為單節(jié)鋰離子或鋰聚合物電池充電提供了一個(gè)方便、高效的解決方案。通過(guò)本文介紹的快速啟動(dòng)步驟，工程師可以快速上手并進(jìn)行測(cè)試評(píng)估。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求合理選擇充電器型號(hào)，并注意輸出波紋的處理。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)類似充電器的其他問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。