904A-A & B 雙輸入 USB/AC 適配器鋰離子電池充電器快速上手

在電子設(shè)備中，電池充電管理至關(guān)重要。今天我們來(lái)深入了解一下演示電路 904A - A 和 904A - B 雙輸入 USB/AC 適配器鋰離子電池充電器，它采用了 LTC4076/LTC4077 芯片，具備諸多實(shí)用特性。

文件下載：DC904A-A.pdf

一、充電器概述

1. 基本功能

演示電路 904A - A 和 904A - B 是為單節(jié)鋰離子電池設(shè)計(jì)的獨(dú)立恒流、恒壓充電器。輸入電源既可以來(lái)自 USB 端口（提供 100mA 或 500mA 充電電流），也可以來(lái)自交流適配器（提供 800mA 充電電流），并且能自動(dòng)切換到合適的電源。采用最小電流法進(jìn)行充電終止。

2. 芯片特性

LTC4076EDD 或 LTC4077EDD 芯片內(nèi)部集成了 P 溝道功率 MOSFET，并具有獨(dú)特的熱反饋環(huán)路。在高溫環(huán)境和/或高功耗條件下，該環(huán)路會(huì)降低輸出電流，保證充電器在正常條件下提供較高充電電流，同時(shí)在異常條件（如高溫、高輸入電壓或低電池電壓）下也能安全充電。

二、關(guān)鍵規(guī)格參數(shù)

三、充電器操作

1. 充電源選擇

充電器能夠檢測(cè)輸入電源并自動(dòng)選擇合適的電源為單節(jié) 4.2V 鋰離子電池充電，同時(shí)具備充電終止功能。提供了用于監(jiān)測(cè)或重新編程來(lái)自任一輸入源充電電流的端子。重新編程充電或終止電流可通過(guò)更換表面貼裝電阻或使用從相應(yīng)端子到地的引線電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2. 跳線設(shè)置

跳線 JP1（USB 電流）用于在 USB 供電時(shí)選擇高或低充電電流，跳線 JP2（充電器）用于關(guān)閉充電器。

3. 兩種版本差異

• DC904A - A（LTC4076）：具有可編程的最小充電電流終止閾值（ITERM 引腳），且 USB 低功率電流設(shè)置固定為高功率的 20%。
• DC904A - B（LTC4077）：最小充電電流終止閾值固定為 C/10，用 IUSBL 引腳代替 ITERM 引腳，使 USB 低功率電流可編程。

四、快速啟動(dòng)步驟

1. 準(zhǔn)備工作

可以使用實(shí)際的鋰離子電池或電池模擬器來(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，將一個(gè) 2.5 歐姆、10 瓦的功率電阻連接到一個(gè) 5V、2A 可調(diào)輸出電壓的臺(tái)式電源輸出端即可。

2. 連接與測(cè)試

將跳線 JP1 置于上位，JP2 置于下位。將適配器輸入電源、USB 輸入電源和電池模擬器電源都調(diào)至 0V，然后按圖示連接。在 BAT 端子和電池模擬器正極端子之間放置一個(gè)電流表或 100mΩ 電流檢測(cè)電阻來(lái)測(cè)量充電電流，用一個(gè) 4 位半數(shù)字萬(wàn)用表連接到 LI - ION + 和 GND 端子測(cè)量電池電壓。

3. 充電過(guò)程測(cè)試

• 先將電池模擬器電源電壓升至 2.5V，適配器輸入電源升至 5V。當(dāng)適配器電源電壓達(dá)到約 4.1V（欠壓鎖定閾值）時(shí)，CHRG 和 PWR LED 會(huì)亮起，80mA 的預(yù)充電涓流開始流入電池模擬器。
• 緩慢升高電池模擬器電源電壓，當(dāng)電池電壓達(dá)到約 3V 時(shí)，充電電流會(huì)突然增加到由 R6 編程的 800mA 恒定電流。繼續(xù)升高電池模擬器電源電壓至約 4V，模擬鋰離子電池接受充電過(guò)程，觀察 IDC 端子電壓（1V 表示編程電流的 100%）。
• 將 USB 輸入電源升至 5V，斷開適配器輸入電源，此時(shí) USB 充電電流降至約 475mA（由 R5 編程）。IDC 端子電壓降至 0，IUSB 端子電壓變?yōu)?1V，表示編程 USB 電流的 100%。將跳線 JP1 從 500mA 位置移至 100mA 位置，充電電流降至 100mA。對(duì)于 DC904A - A（LTC4076），IUSB 端子電壓約為 200mV，表示 500mA USB 充電電流的 20%；對(duì)于 DC904A - B（LTC4077），IUSB 端子電壓為 0V，IUSBL 端子電壓約為 200mV，表示 500mA USB 充電電流的 20%（僅當(dāng)跳線 JP1 處于 100mA 位置時(shí)）。
• 重新連接適配器輸入電源，充電電流將增加到編程的 800mA。繼續(xù)緩慢升高電池模擬器電源電壓，當(dāng)電池模擬器接近 4.200V 浮動(dòng)電壓時(shí)，充電電流開始下降，充電器進(jìn)入恒壓充電階段。當(dāng)充電電流降至約 200mA 時(shí)，可以在演示板的鋰離子電池端子測(cè)量浮動(dòng)電壓。在恒壓充電階段，模擬器電源電壓的小變化會(huì)導(dǎo)致充電電流的較大變化。

  4. 充電終止

• 對(duì)于 DC904A - A（LTC4076），當(dāng)充電電流降至 ITERM 閾值 50mA（由 R7 設(shè)置）以下時(shí)，充電電流降至 0，CHRG LED 熄滅，充電周期結(jié)束。
• 對(duì)于 DC904A - B（LTC4077），當(dāng)充電電流降至編程充電電流的 10%（即 80mA）以下時(shí)，充電周期結(jié)束。
• 對(duì)于兩塊板，如果電池電壓下降約 100mV，將開始重新充電周期。也可以通過(guò)將跳線 JP2（充電器）移至上位關(guān)閉充電器。

五、其他注意事項(xiàng)

1. 鋸齒波波形

當(dāng)斷開電池或電池模擬器與充電器的連接時(shí)，充電器輸出會(huì)出現(xiàn)幾百 mV 峰 - 峰值的鋸齒波波形。這是由于輸出電容和充電器輸出電壓在重新充電閾值電壓和浮動(dòng)電壓之間循環(huán)導(dǎo)致的，波形頻率取決于輸出電容的大小。CHRG LED 會(huì)亮起，但以較快的速率閃爍。

2. 電阻作用

PCB 板上在適配器和 USB 輸入的輸入旁路電容串聯(lián)了 1Ω 電阻，該電阻可減少在快速施加輸入電壓時(shí)陶瓷旁路電容產(chǎn)生的振鈴。沒(méi)有這些電阻，振鈴產(chǎn)生的電壓瞬變可能會(huì)超過(guò) IC 的絕對(duì)最大電壓額定值，導(dǎo)致 IC 損壞。

3. LED 供電

PWR LED 由電池供電，長(zhǎng)時(shí)間使用可能會(huì)使電池放電，不過(guò)自動(dòng)充電功能會(huì)使電池保持充滿狀態(tài)。如果需要，也可以讓 LED 由輸入電源供電。

大家在實(shí)際設(shè)計(jì)和使用這款充電器時(shí)，不妨多參考上述內(nèi)容，同時(shí)也可以查閱 LTC4076 和 LTC4077 數(shù)據(jù)手冊(cè)獲取更多信息。你在使用類似充電器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。