演示電路 973：?jiǎn)喂?jié)鋰離子電池充電器快速入門(mén)指南

一、引言

在電子設(shè)備中，合適的電池充電器至關(guān)重要。今天要介紹的演示電路 973，是一款用于單節(jié) 4.2V 鋰離子電池的完整恒流、恒壓充電器，采用了 LTC4069EDC 芯片，它在性能和安全性上都有出色的表現(xiàn)。

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二、電路概述

芯片特性

演示電路 973 采用的 LTC4069EDC 芯片封裝在 2 X 2 mm 的 DFN 小封裝中。其內(nèi)部的 P 溝道功率 MOSFET 搭配獨(dú)特的熱反饋回路，能在高溫或高功耗條件下降低輸出電流。這一特性使得充電器在正常條件下可提供較高的充電電流，而在異常條件（如高溫、高輸入電壓或低電池電壓）下仍能安全充電。

預(yù)設(shè)參數(shù)

預(yù)設(shè)浮充電壓為 4.2V，精度達(dá) ±0.6%。充電電流預(yù)設(shè)為 750mA，通過(guò) PROG 端子到地連接一個(gè)外部電阻，可輕松設(shè)置更低的電流，同時(shí)該端子還能用于監(jiān)測(cè)充電電流。

其他特性

1. NTC 端子：通過(guò)靠近電池的熱敏電阻來(lái)感應(yīng)電池溫度。
2. 跳線功能：電路板上的兩個(gè)跳線用于關(guān)機(jī)和選擇外部熱敏電阻功能。
3. 充電定時(shí)器：4.5 小時(shí)定時(shí)器用于充電終止，充電周期的時(shí)間更短。
4. 保護(hù)功能：具備欠壓鎖定、低電池充電調(diào)節(jié)（涓流充電）和軟啟動(dòng)功能，以限制浪涌電流。
5. LED 指示：LED 可指示多種充電狀態(tài)。常亮表示充電電流大于編程電流的 10%；熄滅表示接近充滿；閃爍表示故障狀態(tài)，不同的閃爍頻率和占空比對(duì)應(yīng)不同的故障情況。

封裝優(yōu)勢(shì)

6 引腳 2mm x 2mm DFN 熱增強(qiáng)封裝，底部有外露金屬焊盤(pán)，可焊接到 PCB 板上，提高功率耗散。使用小型表面貼裝元件，最小化電路板空間和高度。

三、典型規(guī)格參數(shù)（25°C）

四、快速啟動(dòng)步驟

準(zhǔn)備工作

充電器可使用實(shí)際鋰離子電池或電池模擬器進(jìn)行評(píng)估，電池模擬器能更快模擬各種電池充電狀態(tài)。電池模擬器由可調(diào)電源和跨接在電源輸出端的負(fù)載電阻組成，選擇合適的電阻值，當(dāng)電源設(shè)置為 2.8V 時(shí)可提供約 800mA 電流，電源在調(diào)整到 4.2V 時(shí)需提供至少 1.3A 電流。

具體操作步驟

1. 連接設(shè)備：將跳線 JP1 和 JP2 置于左側(cè)位置，將輸入電源和電池模擬器電源調(diào)至 0V，按圖 1 連接到演示板。可在 BAT 端子和電池模擬器正極端子之間放置電流表或 100m 電流檢測(cè)電阻測(cè)量充電電流，用 4 ? 位 DVM 測(cè)量電池電壓，用 DVM 監(jiān)測(cè) PROG 和 GND 端子的電壓，該電壓與充電電流成正比。
2. 開(kāi)啟充電：逐漸增加輸入電源電壓至 5V，當(dāng)電壓超過(guò)約 3.8V（欠壓鎖定閾值）時(shí)，CHRG LED 點(diǎn)亮，75mA 的預(yù)調(diào)節(jié)涓流充電開(kāi)始，DVM 3 顯示 100mV 表示 10% 的充電電流。
3. 調(diào)整電流：將電池模擬器電源調(diào)至 3V，當(dāng)達(dá)到約 2.9V 的涓流充電閾值時(shí)，充電電流突然增加到編程的 750mA（DVM 2 顯示 75mV），DVM 3 測(cè)量為 1.0V 表示 100% 充電電流。
4. 恒壓充電：繼續(xù)緩慢增加電池模擬器電源，模擬鋰離子電池接受充電。當(dāng)接近 4.200V 的浮充電壓時(shí)，充電電流開(kāi)始下降，進(jìn)入恒壓充電階段。此時(shí)要盡量減小充電器輸出與電池之間的直流電阻，否則充電電流會(huì)提前下降。
5. 接近充滿：繼續(xù)增加電池模擬器電源，直到充電電流降至約 75mA（編程值的 10%），CHRG LED 熄滅，表示接近充滿（約 94% 充電水平）。繼續(xù)增加模擬器電壓，直到充電電流降至約 5 或 10mA，讀取 DVM 1 上的電池浮充電壓。充電周期將持續(xù)到 4.5 小時(shí)定時(shí)器結(jié)束，電池達(dá)到 100% 充電水平。
6. 再充電：充電周期結(jié)束后，若電池電壓下降約 100mV，將開(kāi)始再充電周期，時(shí)間縮短至 2.25 小時(shí)。
7. 驗(yàn)證關(guān)機(jī)模式：移除跳線 JP1，觀察充電電流降至 0mA，CHRG LED 熄滅。
8. 驗(yàn)證熱敏電阻功能：移除跳線 JP2，觀察充電電流降至 0mA，CHRG LED 以 2Hz 頻率、20% 占空比閃爍。也可用電阻替換盒模擬熱敏電阻溫度，當(dāng)熱敏電阻值小于約 54k（40°C）或大于約 326k（0°C）時(shí)，LED 開(kāi)始閃爍。

五、總結(jié)

演示電路 973 單節(jié)鋰離子電池充電器為電子工程師提供了一個(gè)可靠的充電解決方案。其豐富的功能和易于操作的特點(diǎn)，使其在實(shí)際應(yīng)用中具有很高的價(jià)值。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，不妨多嘗試不同的參數(shù)設(shè)置，看看能否進(jìn)一步優(yōu)化充電效果，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。