大容量磷酸鐵鋰電池需要大功率充電器

圖 1：LTC4156 的典型應用電路

TO SYSTEM LOAD：至系統(tǒng)負載

由于節(jié)省功率，所以 LTC4156 允許輸出負載電流超過輸入電源吸取的電流，從而能最大限度地利用可用功率給電池充電，而不會超出輸入電源供電規(guī)格。例如，當用 5V/2A 交流適配器供電、可用功率為 10W 時，該 IC 的開關穩(wěn)壓器能高效率傳送超過 85% 的可用功率，提供高達 ~2.4A 的充電電流，并能更快速地充電。與普通開關電池充電器不同，LTC4156 具備即時接通工作能力，以確保甚至在電池已深度放電時，一插上插頭系統(tǒng)就可以供電。由于支持 USB OTG (On-the-Go)，所以無需任何額外的組件，就能反過來向 USB 端口提供一個 5V 電源。

LTC4156 的自主全功能單節(jié)磷酸鐵鋰電池充電器能提供高達 3.5A 的充電電流，具備 15 種用戶可選的充電電流設置。該充電器包括自動再充電、壞電池檢測、可編程安全定時器、熱敏電阻控制的溫度合格的充電、可編程充電結束指示 / 終止以及可編程中斷。LTC4156 采用扁平 (0.75mm) 28 引腳 4mm x 5mm QFN 封裝，在 -40°C 至 125°C 的溫度范圍內(nèi)工作有保證。

高效率內(nèi)部開關穩(wěn)壓器

LTC4156 的開關穩(wěn)壓器工作起來像一個變壓器，允許 VOUT 端的負載電流超過輸入電源吸取的電流，而且與典型線性模式充電器相比，充分利用可用功率給電池充電的能力得到了極大的改善。前述例子說明，LTC4156 可以怎樣以高達 3.5A 的電流高效地充電，從而實現(xiàn)了更快的充電速度。與普通開關電池充電器不同，LTC4156 具備即時接通工作能力，以確保甚至在電池沒電或已深度放電時，一插上電源就可向系統(tǒng)供電。

圖 2：LTC4156 VOUT 效率隨負載電流變化的曲線

EFFICIENCY：效率

Switching Regulator Efficiency：開關穩(wěn)壓器效率

LOAD CURRENT：負載電流

對電池而言更安全

在對電池快速充電時，監(jiān)視電池的安全性是很重要的。當電池溫度降至低于 0°C 或升至高于 60°C 時 (如一個外部負溫度系數(shù)的 NTC 熱敏電阻所測得的那樣) ，LTC4156 會自動停止充電。除了這一自主性功能，LTC4156 還提供一個擴展標度的 7 位模數(shù)轉換器 (ADC) ，以憑借約 1°C 的分辨率監(jiān)視電池溫度 (參見圖 3) 。這個 ADC 與 4 個可用的浮置電壓設置和 15 個電池充電電流設置相結合，可用來建立基于電池溫度的定制充電算法。

圖 3：7 位熱敏電阻 ADC 顯示預置的 LTC4156 溫度跳變點

Temperature：溫度

ADC Code：ADC 代碼

可通過一個簡單的兩線 I2C 接口讀取 NTC ADC 的結果，從而能對充電電流和電壓設置進行調(diào)整。該通信總線允許 LTC4156 指示額外的狀態(tài)信息，例如輸入電源狀態(tài)、充電器狀態(tài)和故障狀態(tài)。由于支持 USB On-The-Go，所以無需任何附加組件，就能反過來向 USB 端口提供一個 5V 電源。

對平板電腦或工業(yè)條碼掃描器等很多便攜式應用來說，管理兩個輸入 (例如 USB 和交流適配器)足夠了。不過，便攜式設備設計師一直在不斷尋求用任何可用電源給電池充電的方式。LTC4156 的雙輸入、優(yōu)先級多工器根據(jù)用戶定義的優(yōu)先級 (缺省優(yōu)先級為適配器輸入) ，自主地選擇最合適的輸入 (交流適配器或 USB)。過壓保護 (OVP) 電路同時保護兩個輸入，以免受到意外加上的高壓或反向電壓引起的損壞。LTC4156 的理想二極管控制器保證，即使輸入功率不充足或不存在，也總是可以向 VOUT 提供充足的功率。為了在設備連接到一個處于暫停模式的 USB 端口時，最大限度地減少電池泄漏，在 VBUS 和 VOUT 之間放置了一個 LDO， 以向應用提供可允許的 USB 暫停電流。為了消除制造和銷售階段的電池泄漏，“裝運及貯存”特性將已經(jīng)很低的電池備用電流進一步降至幾乎為零。

最后，LTC4156 與 LTC4155 鋰離子版本是引腳和組件完全兼容的，從而無需重新大面積安排電路板，就可以靈活方便地在最后一分鐘更換不同化學組成的電池。