4A高效化学电池充电器控制器LTC4008

- 47 -4A 高效化学电池充电器控制器 LTC4008刘鲁香， 黄家岚(国营第八 0 七二厂， 山东 临沂 276004)摘要： LTC4008是一种同步电流模式 PWM 降压转换开关电池充电控制器。该控制器的充电电流可编程， 输出电流不小于 4A， 效率达 96%， 输出电压范围为 3V ~ 28V， 适合于对多化学电池充电器的控制。文中介绍了 LTC4008的功能特点 ,给出了它的应用电路。关键词： 频率合成器； 分频器； 电荷泵； LTC4008分类号： TM9l0. 6 文献标识码： B 文章编号： l006 - 6977（ 2004） 0l - 0047- 034A High Efficiency Multi - Chemistry Battery Charger Controller LTC4008LIU Lu-xiang， HUANG Jia-ianAbstract: LTC4008is a highefficiencybatterychargerwith a synchronouscurrentmodePWMpower- downcono-ersion switch. And the chargingcurrent is programmabie， the output current isn t than 4A, the efficiency is96% ,the rangeof output votiageis 3V to 28V. The chip can be usedto the muitichemistrybatterychargercon-troiier. The function charactisticand appiication of LTC4008are introducedin this paper.Keywords: muiti - chemistrybattery; chargercontroiier; LTC4008! 新特器件应用l 概述LTC4008是美国凌特公司生产的一种恒流 / 恒压多化学电池充电器控制器 ,可用于笔记本电脑、 便携式仪器和设备以及电池备份 (buckup) 等系统的电池充电。LTC4008是一种同步电流型 PWM 降压电池充电控制器。其充电电流可利用编程电阻与传感电阻来编程，浮充电压则可用外部电阻分压器和内部l. l9V 的参考电压来设定。 LTC4008含有一个热敏电阻传感器， 因此， 当温度超限时， 该充电器会暂停充电， 而当电池温度回复到安全限制之内时， 再恢复充电。 LTC4008的主要特点如下：! 采用 20引脚塑料 SSOP封装；! 转换效率高达 96%；! 输出电流超过 4A；! 输入电压范围为 6~ 28V；! 具有 3 ~ 28V 的宽输出电压范围以及 1 0. 8%的电压精度；! 具有 0. SV 的输入 / 输出压差与 98% 的最大占空比；! 可用外部 NTC热敏电阻检测电池温度， 以保证在合适的温度下充电；! 可编程充电电流精度为 1 4% ；! 带有充电、 C / l0 电流检测， 并可自动监测 AC适配器；! 具有输入电流限制和故障保护功能；! 有输出状态指示及充电电流监视输出功能。2 电路结构及引脚功能2. l 内部结构LTC4008的内部结构及外部元件连接如图 l 所示。 可以看出， 该芯片内含振荡器、 PWM 看门狗定时器、 输入开关 (MOSFET) 电路、 电压反馈误差放大器(EA)、输入电流限制放大器 (CLl )、电流放大器(CAl /CA2)、 电流比较器 ( ICMP /IREV )、 热敏电阻感测输入电路、 控制单元及 MOSFET栅极驱动器等电路。2. 2 引脚功能LTC4008的引脚排列如图 2 所示，各引脚的功能如下：DCIN(脚 l )： 外部 DC 电源输入 (6 ~ 28V)， 应使用 0. l! F 以上的电容旁路。ICL(脚 2)： 输入电流限制指示。ACP/ SHDN(脚 3)： 该脚为高电平时， 用于指示4A 高效化学电池充电器控制器 TLC4008- 48 - 《国外电子元器件》 2004年第 l 期 2004年 l 月图 l LTC4008内部结构及外部元件连接图 2 引脚排列AC 适配器电压。该脚被拉低时， 充电器关闭。RT(脚 4)： 定时电阻连接端。FAULT(脚 5)： 过热保护端， 低电平有效。 若该功能被使能， 应在该脚连接上拉电阻。GND(脚 6)： 接地端。VFB (脚 7)： 电压反馈误差放大器 (EA )输入端。NTC(脚 8)： 连接热敏电阻网络。当热敏电阻指示的温度超限时， 充电器和定时器中止。 此时 FAULT被拉至低电平。I TH (脚 9)： 电流模式 PWM 内部环路控制信号，该脚电压 ( 0~ 3V)较高时， 充电电流也较大。在该脚与 GND之间连接一 RC(R = 6k! ， C! 0. l“ F) 串联网络可对电路提供环路补偿。PROG(脚 l0 )： 充电电流编程 /监视输入 /输出。在该脚与地之间接一外部电阻，可和电流传感电阻一起对峰值充电电流进行编程。该脚电压可线性指示充电电流。 但该脚上的最大编程电阻 RPROG不能超过 l00k! ， 因为大于 l00k! 时， 充电器将关闭。该脚与地之间的外部电容用作高频滤波。CSP(脚 ll )： 电流放大器 CAl 输入， 电流检测电阻两端的电压从该脚和 BAT(l2 )脚输入内部 CAl 放大器，可为峰值和平均电流模式操作提供需要的瞬时电流信号。BAT(脚 l2 )：该脚同时可作为电池感测输入和电流检测输入。BATMON(脚 l3 )： 用于电池充电电压指示。 当未检测到 AC 适配器时， 器件内部开关断开。 该脚到 V FB脚的外部电阻分压器可用于设定充电器的浮充电- 49 -图 3 以 LTC4008作控制器的 12. 3V、 4A Li + 电池充电器电路表 1 不同充电电流 I MAX 下的 RSENSE 和 RPROGI MAX（ A） RSENSE（ ! 1 1% ） RPROG（ k! 1 1% ）1 0. 100 26. 72 0. 050 26. 73 0. 033 26. 74 0. 025 26. 7表 2 推荐电感值最大平均电流（ A）输入电压 VIN（ V）最小电感器值（ “ H） 1 20%1 ! 20 401 > 20 562 ! 20 202 > 20 303 ! 20 153 > 20 204 ! 20 104 > 20 15压。FLAG(脚 14)： 充电电流指示输出， 当充电电流减小到最大编程电流的 10%时， 该脚输出低电平。CLP(脚 16)， CLN（脚 15） ：限流放大器 CL1 正、负输入端， 门限为 100mV。为滤除开关噪声， 这两脚间应接一个 RC 滤波器。TGATE(脚 17)： 用于驱动充电器高端 MOSFET。PGND(脚 18)： BGATE驱动器功率地。BGTAE(脚 19)： 用于驱动充电器低端 MOSFET。INFET(脚 20)： 用于驱动外部输入 P 沟道 MOS-FET 的栅极。3 应用设计3. 1 充电电流的设定表 1 给 出 了 不 同 充 电 电 流 时 电 流 感 测 电 阻RSENST和 IC 的脚 10外部电流编程电阻 RPROG (见图 2)的推荐值。实际上，可在 R PROG与地之间连接一只MOSFET，并在其栅极施加 PWM 驱动电压 ( 幅值为5V， 频率为几千赫兹 )以对充电电流进行编程。3. 2 充电电压的设定IC 脚 13与脚 7(FB) 外部的 R8 和 R9 所组成的电阻分压器可用于设定充电器的浮充 (float)电压：VFLOAT = VREF( 1+ R8/ R9)但应注意 ： R8 与 R9 之和一般不小于 100k! 。每个电阻的偏差应在 0. 25%之内。3. 3 电感器 L1 的选择虽然较高的工作频率允许使用较小的电感器(L1 ) 和输出电容 (C3)， 但频率过高会因 MOSFET的栅极电荷损耗而导致效率降低。 此外， 电感纹波电流! I L 一般随频率升高而减小 ， 并随输入电压 ( VIN) 增加而增大 。 因此 ， 在频率和输入电压一定时 ， 电感值大 一 些 有 利 于 减 小 纹 波 电 流 。 通 常 选 择 ! I L =0. 4IMAX作为设计的出发点 。 ! I L 最大往往发生在最大输入电压 VIN ( MAX )上 。 表 2 给出了不同最大平均充电电流和输入电压 ( VIN) 时的推荐电感值。3. 4 4A /12. 3V 锂离子电池充电电路以 LTC4008为控制器的 4A / 12. 3V 锂离子电池充电器电路如图 3 所示。 当 DC 输入电压高于脚 CLP(16)上的电压时， 充电器使能。 IC 脚 DCIN(1)内部电路在 ACP/SHDN(3)脚上提供 AC适配器存在的逻辑指示，并控制充电时输入开关 @3的栅极电压以使@3保持低正向压降， 同时阻止反向电流通过 @3。 随4A 高效化学电池充电器控制器 TLC4008- 50 - 《国外电子元器件》 2004年第 1 期 2004年 1 月多通道模拟监视器件 AMC7820 的原理及应用潘建(重庆执诚医疗仪器有限责任公司， 四川 重庆 400039)摘要： AMC7820是德州仪器公司 (TI )推出的专为多通道应用而设计的模拟监视与控制电路。 它内含一个 8 通道 12 位模数转换器、 3 个 12 位数模转换器、 9 个运算放大器、 1 个热控电流源、 1 个内部 +2. 5V 基准和 1 个 SPI串行接口。应用该器件可对光放大器中的泵激光电流和热电致冷器 (TEC) 以及 DWDM（利用光波长进行数据传输） 应用中的光功率进行控制和监控， 并可大大降低成本。 文中介绍了 AMC7820的基本原理、 管脚功能和应用电路。关键词： AMC7820； 泵激光电流； 热电致冷器 (TEC)； DWDM分类号： TP273 文献标识码： 文章编号： 1006- 6977（ 2004） 01 - 0050- 03Principle and Application of Multichannel Analog Monitor AMC7820PAN JianAbstract: AMC7820 producedby TI is an anaIogmonitor/controI IC for muIti - channeI, with a 8 channeIs-12bits A /D converter,threeD /A converters,nine opertionaIampIifiers, a thermaIcurrent source, anda SPIseri-aI interface.It is canbe usedto controIand monitorpumpingIasercurrent in opticaIampIifier and opticaI powerin IEC and DWDM appIication.The principIe, pin functionsand basic appIication of AMC7820 are given inthis paper.Keywords: AMC7820; pump Iasercurrent; TEC; DWDM!“““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““新特器件应用利用德州仪器公司 (TI) 专为多通道应用而设计的模拟监视与控制电路 AMC7820可对光放大器中的泵激光电流和热电致冷器 (TEC) 进行控制 , 同时也 可 以 对 DWDM 应 用 中 的 光 功 率 进 行 监 控 。AMC7820采用小型 TOFP- 48 封装。这种高集成度IC 可替换并省掉 5 个器件，从而大大节省了板级空间并降低了成本。1 管脚排列及功能AMC7820的管脚排列如图 1 所示，各管脚的功能如下：SW1- OUT( 28, 1 脚 )： 分别为 SW1和 SW2输出端。当其使能时， 该脚连接到 OPA7 OUT脚， 当无效时它们分别连接到 AGND 和 SW3的输出端。T SENSOR VOLTAGE（ 2 脚） ：温度传感器的电压输出端；OPA1 IN - ~ OPA7 IN -（ 31， 8， 23， 14， 11， 3， 46脚） ： 分别为 OPA0~ OPA7的反相输入端；OPA1 IN + ~ OPA7 IN +（ 29， 10， 25， 16， 13， 5， 48脚） ： 分别为 OPA0~ OPA7的同相输入端；OPA1 OUT~ OPA7 OUT（ 30， 9， 24， 15， 12， 4， 47脚） ： 分别为 OPA0~ OPA7的输出端；DAC1 OUT SET， DAC2 OUT SET， DAC0 OUTSET（ 7， 20， 21脚） ：该管脚分别用于决定 DAC0 ~DAC2 的输出量程。当它们对应接到 DAC0 OUT、DAC1 OUT、 DAC2 OUT 时， 输出量程为 VREF； 当接到着电池充电接近终止电压，充电电流开始减小。当电流降至满度充电电流的 10%时， IC 中的 C / 10比较器通过锁定 FLAG 脚输出低电平以指示这种状态。当输入电压不出现时， 充电器进入睡眠模式， 此时仅消耗 15! A 的电池电流。当 ACP/ SHDN脚为低电平，充电器截止。而当充电电流由于输入电流的限制而使功能减小时， IC 的脚 I CL (2) 将被拉低以指示该状态。收稿日期： 2003- 07 - 08咨询编号： !“!##$4A高效化学电池充电器控制器 LTC4008作者： 刘鲁香 ， 黄家岚作者单位： 国营第八 0七二厂 ,山东 ,临沂 ,276004刊名： 国外电子元器件英文刊名： INTERNATIONAL ELECTRONIC ELEMENTS年，卷 (期 )： 2004(1)本文链接： http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gwdzyqj200401015.aspx