技術(shù)秘技：為何大容量磷酸鐵鋰電池需要大功率充電器？

　　圖 2：LTC4156 VOUT 效率隨負(fù)載電流變化的曲線

　　EFFICIENCY：效率

　　Switching Regulator Efficiency：開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率

　　LOAD CURRENT：負(fù)載電流　　對(duì)電池而言更安全

　　在對(duì)電池快速充電時(shí)，監(jiān)視電池的安全性是很重要的。當(dāng)電池溫度降至低于 0°C 或升至高于 60°C 時(shí) （如一個(gè)外部負(fù)溫度系數(shù)的 NTC 熱敏電阻所測(cè)得的那樣） ，LTC4156 會(huì)自動(dòng)停止充電。除了這一自主性功能，LTC4156 還提供一個(gè)擴(kuò)展標(biāo)度的 7 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） ，以憑借約 1°C 的分辨率監(jiān)視電池溫度 （參見(jiàn)圖 3） 。這個(gè) ADC 與 4 個(gè)可用的浮置電壓設(shè)置和 15 個(gè)電池充電電流設(shè)置相結(jié)合，可用來(lái)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(yù)置的 LTC4156 溫度跳變點(diǎn)

　　Temperature：溫度

　　ADC Code：ADC 代碼

　　可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的兩線 I2C 接口讀取 NTC ADC 的結(jié)果，從而能對(duì)充電電流和電壓設(shè)置進(jìn)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(wú)需任何附加組件，就能反過(guò)來(lái)向 USB 端口提供一個(gè) 5V 電源。

　　對(duì)平板電腦或工業(yè)條碼掃描器等很多便攜式應(yīng)用來(lái)說(shuō)，管理兩個(gè)輸入 （例如 USB 和交流適配器）足夠了。不過(guò)，便攜式設(shè)備設(shè)計(jì)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(jí)多工器根據(jù)用戶定義的優(yōu)先級(jí) （缺省優(yōu)先級(jí)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(guò)壓保護(hù) （OVP） 電路同時(shí)保護(hù)兩個(gè)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(shè)備連接到一個(gè)處于暫停模式的 USB 端口時(shí)，最大限度地減少電池泄漏，在 VBUS 和 VOUT 之間放置了一個(gè) LDO， 以向應(yīng)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(yùn)及貯存”特性將已經(jīng)很低的電池備用電流進(jìn)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(wú)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(xué)組成的電池。

　　結(jié)論

　　對(duì)于新式便攜式工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)師的工作極具挑戰(zhàn)性，尤其是涉及功率時(shí)。企業(yè)要求的功能越來(lái)越需要更大的功率，結(jié)果就是更大的電池。同時(shí)，人們需要便利性，希望可用任何電源給這些電池充電。由于固有的安全性、低浮置電壓、更長(zhǎng)的周期壽命、較低的自放電速率和相對(duì)輕的重量，磷酸鐵鋰電池正在成為主流選擇。但是像任何可再充電電池一樣，磷酸鐵鋰電池必須小心對(duì)待。盡管便攜式設(shè)備電源領(lǐng)域的這些趨勢(shì)成為了設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，但是 LTC4156 使事情容易多了。在低壓系統(tǒng)中，LTC4156 高效率地提供了高達(dá) 3.5A 的充電電流，同時(shí)提供了高性能和安全功能。