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4A高效化學(xué)電池充電器控制LTC4008
摘要：LTC4008是一種同步電流模式ＰＷＭ降壓轉(zhuǎn)換開關(guān)電池充電控制器。該控制器的充電電流可編程，輸出電流不小于４Ａ，效率達(dá)９６％，輸出電壓范圍為３Ｖ～２８Ｖ，適合于對(duì)多化學(xué)電池充電器的控制。文中介紹了LTC4008的功能特點(diǎn)?給出了它的應(yīng)用電路。１ 概述
ＬＴＣ４００８是美國(guó)凌特公司生產(chǎn)的一種恒流／恒壓多化學(xué)電池充電器控制器?可用于筆記本電腦、便攜式儀器和設(shè)備以及電池備份(ｂｕｃｋｕｐ)等系統(tǒng)的電池充電。
ＬＴＣ４００８是一種同步電流型ＰＷＭ降壓電池充電控制器。其充電電流可利用編程電阻與傳感電阻來(lái)編程，浮充電壓則可用外部電阻分壓器和內(nèi)部１.１９Ｖ的參考電壓來(lái)設(shè)定。ＬＴＣ４００８含有一個(gè)熱敏電阻傳感器，因此，當(dāng)溫度超限時(shí)，該充電器會(huì)暫停充電，而當(dāng)電池溫度回復(fù)到安全限制之內(nèi)時(shí)，再恢復(fù)充電。ＬＴＣ４００８的主要特點(diǎn)如下：
●采用２０引腳塑料ＳＳＯＰ封裝；
●轉(zhuǎn)換效率高達(dá)９６％；
●輸出電流超過(guò)４Ａ；
●輸入電壓范圍為６～２８Ｖ；
●具有３～２８Ｖ的寬輸出電壓范圍以及±０．８％的電壓精度；
●具有０．５Ｖ的輸入／輸出壓差與９８％的最大占空比；
●可用外部ＮＴＣ熱敏電阻檢測(cè)電池溫度，以保證在合適的溫度下充電；
●可編程充電電流精度為±４％；
●帶有充電、Ｃ／１０電流檢測(cè)，并可自動(dòng)監(jiān)測(cè)ＡＣ適配器；
●具有輸入電流限制和故障保護(hù)功能；
●有輸出狀態(tài)指示及充電電流監(jiān)視輸出功能。
圖1
２ 電路結(jié)構(gòu)及引腳功能
２．１ 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
ＬＴＣ４００８的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部元件連接如圖１所示�？梢钥闯�，該芯片內(nèi)含振蕩器、ＰＷＭ看門狗定時(shí)器、輸入開關(guān)?ＭＯＳＦＥＴ?電路、電壓反饋誤差放大器?ＥＡ?、輸入電流限制放大器?ＣＬ１?、電流放大器?ＣＡ１／ＣＡ２?、電流比較器?ＩＣＭＰ／ＩＲＥＶ?、熱敏電阻感測(cè)輸入電路、控制單元及ＭＯＳＦＥＴ柵極驅(qū)動(dòng)器等電路。
２．２ 引腳功能
ＬＴＣ４００８的引腳排列如圖２所示，各引腳的功能如下：
ＤＣＩＮ(腳１)：外部ＤＣ電源輸入(６～２８Ｖ)，應(yīng)使用０．１μＦ以上的電容旁路。
ＩＣＬ(腳２)：輸入電流限制指示。
ＡＣＰ／ＳＨＤＮ(腳３)：該腳為高電平時(shí)，用于指示ＡＣ適配器電壓。該腳被拉低時(shí)，充電器關(guān)閉。
ＲＴ(腳４)：定時(shí)電阻連接端。
ＦＡＵＬＴ(腳５)：過(guò)熱保護(hù)端，低電平有效。若該功能被使能，應(yīng)在該腳連接上拉電阻。
ＧＮＤ(腳６)：接地端。
ＶＦＢ(腳７)：電壓反饋誤差放大器(ＥＡ)輸入端。
ＮＴＣ(腳８)：連接熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)熱敏電阻指示的溫度超限時(shí)，充電器和定時(shí)器中止。此時(shí)ＦＡＵＬＴ被拉至低電平。
ＩＴＨ(腳９)：電流模式ＰＷＭ內(nèi)部環(huán)路控制信號(hào)，該腳電壓(０～３Ｖ)較高時(shí)，充電電流也較大。在該腳與ＧＮＤ之間連接一ＲＣ(Ｒ＝６ｋΩ，Ｃ≥０．１μＦ)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可對(duì)電路提供環(huán)路補(bǔ)償。
ＰＲＯＧ(腳１０)：充電電流編程／監(jiān)視輸入／輸出。在該腳與地之間接一外部電阻，可和電流傳感電阻一起對(duì)峰值充電電流進(jìn)行編程。該腳電壓可線性指示充電電流。但該腳上的最大編程電阻ＲＰＲＯＧ不能超過(guò)１００ｋΩ，因?yàn)榇笥冢保埃埃毽笗r(shí)，充電器將關(guān)閉。該腳與地之間的外部電容用作高頻濾波。
ＣＳＰ(腳１１)：電流放大器ＣＡ１輸入，電流檢測(cè)電阻兩端的電壓從該腳和ＢＡＴ(１２)腳輸入內(nèi)部ＣＡ１放大器，可為峰值和平均電流模式操作提供需要的瞬時(shí)電流信號(hào)。
ＢＡＴ(腳１２)：該腳同時(shí)可作為電池感測(cè)輸入和電流檢測(cè)輸入。
ＢＡＴＭＯＮ(腳１３)：用于電池充電電壓指示。當(dāng)未檢測(cè)到ＡＣ適配器時(shí)，器件內(nèi)部開關(guān)斷開。該腳到ＶＦＢ腳的外部電阻分壓器可用于設(shè)定充電器的浮充電壓。
ＦＬＡＧ(腳１４)：充電電流指示輸出，當(dāng)充電電流減小到最大編程電流的１０％時(shí)，該腳輸出低電平。
ＣＬＰ(腳１６)，ＣＬＮ（腳１５）：限流放大器ＣＬ１正、負(fù)輸入端，門限為１００ｍＶ。為濾除開關(guān)噪聲，這兩腳間應(yīng)接一個(gè)ＲＣ濾波器。
ＴＧＡＴＥ(腳１７)：用于驅(qū)動(dòng)充電器高端ＭＯＳＦＥＴ。
ＰＧＮＤ(腳１８)：ＢＧＡＴＥ驅(qū)動(dòng)器功率地。
ＢＧＴＡＥ(腳１９)：用于驅(qū)動(dòng)充電器低端ＭＯＳＦＥＴ。
ＩＮＦＥＴ(腳２０)：用于驅(qū)動(dòng)外部輸入Ｐ溝道ＭＯＳ-ＦＥＴ的柵極。
３ 應(yīng)用設(shè)計(jì)
３．１ 充電電流的設(shè)定
表１給出了不同充電電流時(shí)電流感測(cè)電阻ＲＳＥＮＳＴ和ＩＣ的腳１０外部電流編程電阻ＲＰＲＯＧ(見圖２)的推薦值。實(shí)際上，可在ＲＰＲＯＧ與地之間連接一只ＭＯＳＦＥＴ，并在其柵極施加ＰＷＭ驅(qū)動(dòng)電壓(幅值為５Ｖ，頻率為幾千赫茲)以對(duì)充電電流進(jìn)行編程。
表1 不充電電電流IMAX下的RSENSE和RPROG
３．２ 充電電壓的設(shè)定
ＩＣ腳１３與腳７(ＦＢ)外部的Ｒ８和Ｒ９所組成的電阻分壓器可用于設(shè)定充電器的浮充(ｆｌｏａｔ)電壓：
ＶＦＬＯＡＴ＝ＶＲＥＦ(１＋Ｒ８／Ｒ９)
但應(yīng)注意：Ｒ８與Ｒ９之和一般不小于１００ｋΩ。每個(gè)電阻的偏差應(yīng)在０．２５％之內(nèi)。
圖3
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