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充电管理芯片

充电管理芯片   随着移动计算技术?和μ无线通信技术的发展,微型移动终端设备在移动数据采集-、传输、处理及个人…

充电管理芯片

  随着移动计算技术?和μ无线通信技术的发展,微型移动终端设备在移动数据采集-、传输、处理及个人信息服务等领℅域得⊙到越来越多*的应用。锂电池因其体积小、能量密度高、无记忆效应、循 ?环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,近年来?已经成为微型£移动终端设备的首选电源。锂电池的特?性∵以及应用环≥境的?需求,对∪微?型移动终端?设备充电方案的设计提出了更高的要求?。?因此在充电方案的设计中需要综合考虑成本、体积、噪声、效率?等因?素。
  ?LTC4065是一款用于单节锂电池的完整恒定电流/恒定电压线性㎡充电管理芯片∷,可提供高达750 mA且准确度为5%的可设置的充电电流,并?支持直接使用USB端口对单节锂电池进行充电。同时?其热反馈功能可调节充电电?流,以便$在大功率工作或高环境﹣温度条件下对芯片温度加以限制,确保安全工作。由∽£于采用了内部M?OSFET架构,因此无需使用外部检测电阻器或隔离二极管◎。很少的外部元件数?目加℉上其2? mm×2 mm DFN封装,使得LTC406≧5尤其适合无线PDA、蜂窝电话、无线传感器终端等应用。功?能齐全的LTC4065还包括自动再充电、低电池电量充电调节、软启动等丰富功能。

?本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/a?rticl∧e/2?01609/310085.ht?m

  1≌ LTC+4065的引脚功能

  LT∟C4065采用了?热处理能力较强的6引脚小外形封装(DFN),且实现产品无铅化,底部采用裸露衬垫,直接焊接至PCB以实现电接触和额?定散热性能。引脚∫排列如图1所示。

  各引脚?功能如下:﹢

  引脚1,GND,接地端。

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?  引脚2,CHRG,漏极♂开路充电状态输出。充㏄电状﹥态指示引脚具?有三种状态:下拉、2 Hz脉动和高阻抗状态。该输∨出可以被用作一个逻辑?接口?或一个LE〒D驱动器。对电池进行充?电时,有一个内部N沟°道MOSFET将GHRG引脚拉至低电平。当充电电流降至全标度电流的10%时,CHRG引脚被强制为高阻抗状态。如果电池电压处于2.9 V以下的持续时间达到充电时间的1/4,№则认为电池失效,而且CHRG引脚将以2 Hz≒的频率脉动。

?  引脚3,BAT,充电电流输?出。该引脚向电∣池?供应充电电流,并将最终浮动电压调节至4.22 ?V。该引脚上的一个内部精确电阻分压器负责设定此浮动电压?,并在停机模式时断接。

  引脚4,VCC,正m输入?电源。该引脚向⊕充电器供电。VCC的变化范围?是3.75~5.5 V。?该引脚应通过一个最小1 &mu?;F的电容器进行旁路。当VCC?处于BAT引脚电压的32 mV以内时,LTC4065进入停机模式,从而使IBAT?%降至约1 μA。?

  引脚5,EN,使能输入引脚。把该引脚拉至手动停机门限(一般为0.82 V)以上,将把L?TC406∑5置于1停机模式。‰在停机模式中,LTC406?5的电源电㈱流低??于20 &?mu;A?。使能为缺省状态,但不用时应将∞该引脚连至?GND。

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  引脚6,PROG,充电电流设置和充电电流﹤监视引脚。×充电电流是?通过连∮接一个精度为1%的接地电阻器RPR㎏OG来设置的?。

  2 工作原理

  LTC4065主要是为实现对单节电池充电而设计的线性电池充电管理芯片。该芯片利用其∷内部功率MOSFET对电池进行恒流㎎和恒压?充电。充电电流≯可利用外部电阻编程设定,最大充电可达750 mA。LTC4065包含一个漏极开路状态指示输出端:CHRG通过下拉、?2 Hz脉动和高阻抗三种状态来指示充电状态?以㏑及电池失效。如果芯片结温试图升至?约11∏5 ℃的预设值以上,一个内部热限制电路将减小设定的充电电流。不仅可防止LTC4065过热,也使?用户可以最∠大限度地¢利用芯片的功?率处理能力,不用担心因过热而损坏芯片或外部¬元件。这样,⊿用户在设计充电电流时,可以不用考虑最坏情况,而只根据典型情况进行设计,因?为在最坏情况下,LTC4065会自动降低充电电流。

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 ? 当Vcc引脚?上电压?超过3.6 V且比BAT引脚电?压高出约80 mV时,LTC4065开始对电池充电,CHR%G引?脚输出低电平,表示?充¥电正在进√行。如果BAT引脚电压低于2∝.9 V,则充电器进入涓流充÷电模式,芯片利用1/10的设定充电电流对电池进行预充电,以便将电池¥电压≤提?升至一个适合充电的安全电平。当BAT引脚电压超过4.1 V时,因为电池已接近满容量,芯片进入快速充电恒流模式对电池充?电。充电电流大小由?PROG引脚和GND之间的电阻器设定。电池充电=电流是P∴ROG?引脚输出电流的1 充电管理芯片 000倍。当BAT引脚电压接近最终浮动电压(4.2 V)时,充电电流逐渐减小,LTC4065进入恒压*充电模式。当充电电流减m小到全标度充电电流的10%时充电?周期结束,一个内部比较器将关断在CHRG≮引脚上的N沟道MOSFET,该引脚呈高阻态o。如果将EN引脚电压拉至停机门限(约为0.82 V)以上,充电将被禁止。把PROG引脚悬浮同样能禁止充电,在?停机℡模式?中,∶电池漏电流?±降至1 μA以下,电≦源电流降至约㏒20 μA。

  3 应用电路

  ≈在本实验室无线医??护管理系统项目中,无线通信终端设备的充电电路设计采用了基于LTC40?65的方案,电路如图2所示。

  图2 L?TCml4065的?应用电路

 ? LT?C4065的电压输入端VCC所允许的输入电压在3.75~5.5 V之间。目前市场上的5 V稳压电源的输出电压一?般并不稳定,很多时候会超过 6≡ V而给?充电带?来不3良影响。LTC4065内部具有稳压电路能够起到一定的稳压作用,一般应用情?况下可直接连接稳压电源。如果应用需求较高,也可在VC?C的前级加一个1 A的三端稳压电源芯片。在图2所示电路中,将VCC=直接接?至稳压电源/,锂电池通过一个线性稳压芯片SG20?033为工作电路提供′电源。?权衡电路工?作的㎜稳定性与充电时间,充电电路采用300 m㎞A充电电流。因此,为了保证良好的稳定性和温度特性,R采用了3.3 k&Om﹣ega;精度为?1%的金属膜电阻。LTC4065的漏极开路?状态指示输出端CHRG串接了一×个51?0 Ω电阻和一个发光二极管,再㏕接到㎝VCC上,用来指℃示充电状态。为⌒保证充电器正常工作,本电路?在B?@AT电池端和GN·D间连接一个1 μF的去耦电容。为了能够输出最大的充电电流,要求将LTC4065背面裸露的金属?板焊?接到金属线路板地端的铜片上,以达到最大的散热性能;否则,芯片热阻将增大,导致能mol够输出的最大充电电流减小。

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?  结语

  锂电池充电电路∥的设计是一个平衡″的考虑,一方面要提供较大的充?电电流‖以缩短充电时<间,另一方面充﹢电电路的尺寸必?须足够小以符合微型移动终端设备体积日益缩小的趋势[2]¤。应用L⊥TC4065芯片仅需要非常少的外围元件配合,就可以?实现低成本?的单节锂离子或锂聚合物电池充电方案。不仅电路尺寸十分小?,而且可根据应∩用需求设置充电电流以控制充电时间,>非常适§合于微型移动终端设备的小型化设计。∈采用本方案的无线医护管理系统终端设备已投?入批量生产。本文的电路设计方法对采≠用其他充电芯片进行的♀?电路设计也有很好的参考价值。

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作者: mgnqyz

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