探索LTC4095：小巧高效的USB鋰電池充電器

在電子設備的設計中，電池充電管理是一個關鍵環(huán)節(jié)。今天，我們將深入探討Linear Technology Corporation的LTC4095，這是一款集成在2mm x 2mm DFN封裝中的獨立USB鋰離子/聚合物電池充電器，它為便攜式USB電源應用提供了理想的解決方案。

文件下載：DC1094A.pdf

產(chǎn)品概述

演示電路DC1094采用了LTC4095芯片，具備諸多出色特性。它能夠通過單個電阻編程提供高達950mA的充電電流，HPWR引腳可將電流設置為100%或20%的滿充電電流。同時，LTC4095還擁有NTC熱敏電阻輸入，用于監(jiān)測電池溫度，具備C/10電流檢測輸出、不良電池檢測和低電池涓流充電功能。最終浮充電壓預設為4.2V，僅需一個輸入電容和一個編程電阻即可構成完整的電池充電電路。

性能參數(shù)

工作原理

演示電路DC1094在HPWR跳線JP1處于100%位置時，可提供460mA的滿充電電流。該演示電路的輸入電流總計約470mA，包含CHRG LED電流、電池充電電流、NTC熱敏電阻電流和IC靜態(tài)電流。將HPWR跳線從100%位置移動到20%位置，可將充電電流限制為92mA。

快速啟動步驟

評估LTC4095的性能時，演示電路DC1094的設置非常簡單。可以使用實際的鋰離子電池、雙極性電源或電池模擬器進行評估。以下是詳細的快速啟動步驟：

1. 設置跳線：將跳線設置為 (JP1.HPWR =100 % (Up))、(JP2.SUSP =HI(Up))、(JP3. NTC = INT (Down))。
2. 連接電源和測量設備：將電源調(diào)整到0V，按照圖1所示連接USB輸入電源、電池或電池模擬器，并串聯(lián)電流表?？梢允褂秒娏鞅砘?00mΩ電流檢測電阻來測量電池充電電流。同時，按照圖1連接電壓表，測量USB輸入和GND端子之間以及BAT和GND端子之間的電壓，也可用于測量PROG端子的電壓。
3. 啟動電池模擬器：將電池模擬器電源打開至2.5V，并將SUSP跳線設置到LO位置。注意確保電池電壓不超過6V。
4. 觀察充電狀態(tài)：
   • 增加USB輸入電壓，直到CHRG LED亮起，此時USB輸入電壓約為上升欠壓鎖定閾值，LTC4095進入涓流充電模式，涓流充電電流為46mA。注意確保輸入電壓不超過7V。
   • 將電池模擬器電源增加到3V，觀察到LTC4095充電電流跳至460mA的滿充電電流。
   • 緩慢降低USB輸入電壓，直到CHRG LED突然熄滅，此時USB輸入電壓約為下降欠壓鎖定閾值。
   • 將USB輸入電壓設置為5V，緩慢增加電池模擬器電壓，直到充電電流或PROG電壓開始下降，此時充電器進入恒壓模式。
   • 繼續(xù)緩慢增加電池模擬器電壓，直到CHRG LED熄滅，此時充電電流約降至其滿值的10%。
   • 繼續(xù)緩慢增加電池模擬器電壓，觀察充電電流，當充電電流降至0mA時，設備進入待機模式。
   • 緩慢降低電池模擬器電壓，直到CHRG LED亮起，這是再充電電壓閾值。
5. 調(diào)整跳線：
   • 將HPWR跳線從100%移動到20%位置，觀察到充電電流為其滿值的20%，約92mA。
   • 將NTC跳線從INT移動到EXT，觀察到CHRG LED以1.5Hz的頻率閃爍，占空比為50%。使用示波器觀察CHRG端子，可看到35KHz的信號以6.25%和93.75%的占空比脈沖。
   • 使用夾線測試線將NTC端子連接到GND端子，觀察到CHRG LED常亮，充電電流約為92mA，此時NTC功能被禁用。
   • 將NTC和HPWR跳線保持當前位置（分別為EXT和20%），將SUSP跳線移動到HI位置，并移除NTC和GND端子之間的測試線，觀察到輸入電流為17uA或更小，LTC4095進入暫停模式。
6. 結束測試：測試完成后，將SUSP跳線設置到HI位置，關閉輸入電源，斷開并/或關閉電池或電池模擬器。

電路元件清單

通過以上的介紹，相信大家對LTC4095有了更深入的了解。在實際設計中，你是否會考慮使用LTC4095來實現(xiàn)電池充電管理呢？歡迎在評論區(qū)分享你的想法。