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            4A高效化學電池充電器控制LTC4008

            時間:2024-09-21 10:05:59 理工畢業論文 我要投稿
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            4A高效化學電池充電器控制LTC4008

            摘要:LTC4008是一種同步電流模式PWM降壓轉換開關電池充電控制器。該控制器的充電電流可編程,輸出電流不小于4A,效率達96%,輸出電壓范圍為3V~28V,適合于對多化學電池充電器的控制。文中介紹了LTC4008的功能特點?給出了它的應用電路。

            1 概述

            LTC4008是美國凌特公司生產的一種恒流/恒壓多化學電池充電器控制器?可用于筆記本電腦、便攜式儀器和設備以及電池備份(buckup)等系統的電池充電。

            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編程,浮充電壓則可用外部電阻分壓器和內部1.19V的參考電壓來設定。LTC4008含有一個熱敏電阻傳感器,因此,當溫度超限時,該充電器會暫停充電,而當電池溫度回復到安全限制之內時,再恢復充電。LTC4008的主要特點如下:

            ●采用20引腳塑料SSOP封裝;

            ●轉換效率高達96%;

            ●輸出電流超過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,并可自動監測AC適配器;

            ●具有輸入電流限制和故障保護功能;

            ●有輸出狀態指示及充電電流監視輸出功能。

            圖1

            2 電路結構及引腳功能

            2.1 內部結構

            LTC4008的內部結構及外部元件連接如圖1所示。可以看出,該芯片內含振蕩器、PWM看門狗定時器、輸入開關?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?、熱敏電阻感測輸入電路、控制單元及MOSFET柵極驅動器等電路。

            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,用于指示AC適配器電壓。該腳被拉低時,充電器關閉。

            RT(腳4):定時電阻連接端。

            FAULT(腳5):過熱保護端,低電平有效。若該功能被使能,應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):連接熱敏電阻網絡。當熱敏電阻指示的溫度超限時,充電器和定時器中止。此時FAULT被拉至低電平。

            ITH(腳9):電流模式PWM內部環路控制信號,該腳電壓(0~3V)較高時,充電電流也較大。在該腳與GND之間連接一RC(R=6kΩ,C≥0.1μF)串聯網絡可對電路提供環路補償。

            PROG(腳10):充電電流編程/監視輸入/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峰值充電電流進行編程。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100kΩ,因為大于100kΩ時,充電器將關閉。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,電流檢測電阻兩端的電壓從該腳和BAT(12)腳輸入內部CA1放大器,可為峰值和平均電流模式操作提供需要的瞬時電流信號。

            BAT(腳12):該腳同時可作為電池感測輸入和電流檢測輸入。

            BATMON(腳13):用于電池充電電壓指示。當未檢測到AC適配器時,器件內部開關斷開。該腳到VFB腳的外部電阻分壓器可用于設定充電器的浮充電壓。

            FLAG(腳14):充電電流指示輸出,當充電電流減小到最大編程電流的10%時,該腳輸出低電平。

            CLP(腳16),CLN(腳15):限流放大器CL1正、負輸入端,門限為100mV。為濾除開關噪聲,這兩腳間應接一個RC濾波器。

            TGATE(腳17):用于驅動充電器高端MOSFET。

            PGND(腳18):BGATE驅動器功率地。

            BGTAE(腳19):用于驅動充電器低端MOSFET。

            INFET(腳20):用于驅動外部輸入P溝道MOS-FET的柵極。

            3 應用設計

            3.1 充電電流的設定

            表1給出了不同充電電流時電流感測電阻RSENST和IC的腳10外部電流編程電阻RPROG(見圖2)的推薦值。實際上,可在RPROG與地之間連接一只MOSFET,并在其柵極施加PWM驅動電壓(幅值為5V,頻率為幾千赫茲)以對充電電流進行編程。

            表1 不充電電電流IMAX下的RSENSE和RPROG

            IMAX(A)RSENSE(Ω±1%)RPROG(kΩ±1%)10.10026.720.05026.730.03326.740.02526.7

            3.2 充電電壓的設定

            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定充電器的浮充(float)電壓:

            VFLOAT=VREF(1+R8/R9)

            但應注意:R8與R9之和一般不小于100kΩ。每個電阻的偏差應在0.25%之內。

            圖3

            4A高效化學電池充電器控制LTC4008

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