今天的許多鋰離子電池供電的手持設(shè)備都有一個內(nèi)置的電池充電器，通常使用線性充電器充電，但這種充電器雖然更容易且更便宜，但它有一個內(nèi)置的電池充電器。主要缺點：能耗太高。當(dāng)輸入電壓高而電池電壓低（已放電的電池）時，線性充電器會產(chǎn)生足夠的熱量來損壞自身或附近的其他組件。在本文中，凌力爾特提出了一種替代解決方案，可解決所有過熱問題并快速充電。
當(dāng)今許多電池供電的手持設(shè)備都具有內(nèi)置電池充電器。這些電池通常是鋰離子電池，功率密度從 400mA 小時到 1.5A 小時不等。您可以使用線性充電器為電池充電，該充電器通常比基于轉(zhuǎn)換器的解決方案更小、更易于操作且成本更低，但它有一個主要缺點：功耗太高。當(dāng)輸入電壓高而電池電壓低（已放電的電池）時，線性充電器會產(chǎn)生足夠的熱量來損壞自身或附近的其他組件。通常，這種情況（即電池電壓隨著充電的進(jìn)行而上升）只是暫時的現(xiàn)象，但正是這些最壞的情況，設(shè)計人員在確定充電電流和IC溫度的最大允許值時必須充分考慮。. 當(dāng)然，解決這個過熱問題的一個簡單方法是在充電過程的整個恒流段降低充電電流，但這種方法的問題是相應(yīng)地延長了充電時間。
然而，凌力爾特公司現(xiàn)在提出了一種替代方案鋰離子電池的dsc測試需要先充電到一定狀態(tài)嗎，即鋰離子單節(jié)線性充電器，它可以解決所有過熱問題并快速充電。這種新穎的 IC 使用內(nèi)部反饋來調(diào)節(jié)充電電流和限制芯片溫度。這意味著更快的充電時間，因為設(shè)計人員可以對非常高的充電電流進(jìn)行編程，而不會對 IC 或任何其他組件造成任何損壞。這種性能的另一個直接好處是無需設(shè)計過熱保護(hù)電路。為了進(jìn)一步改善熱傳遞，使用了熱增強(qiáng)型 10 引腳 MSOP 封裝。該 IC 僅需 3 個外部元件即可提供完整的鋰離子充電器解決方案，請參見圖 1。
內(nèi)部電源允許以 7% 的精度將最大充電電流編程為高達(dá) 1.5A，
以確?？焖俸屯暾某潆姟＿@種內(nèi)部還可以省去外接電流檢測電阻或電流阻塞二極管，最終空載電壓為引腳可選，或4.1V或4.2V，精度為1%，防止由于充電不足而導(dǎo)致過度充電或電池容量不足的危險。符合電池制造商的使用要求，包括可編程的充電終止定時器和熱敏電阻輸入，以確保整個充電過程中的溫度滿足要求。狀態(tài)輸出包括用于指示充電后狀態(tài)的 C/10 充電檢測、用于確定充電是否可以繼續(xù)的壁式適配器狀態(tài)檢測、充電電流監(jiān)控和用于識別壞電池的錯誤檢測。低電池電壓充電調(diào)節(jié)電路（滴灌）安全地對過度放電的電池充電并自動充電，以確保電池始終充滿電。為保持電池電量，在沒有壁式電源適配器或本機(jī)關(guān)閉時，電池漏電流降低至 5(A) 以下。
給電池充電
為單節(jié)鋰離子電池系統(tǒng)充電時，用戶必須向 VCC 引腳施加至少 4.5V 的輸入電壓。然后將 ACPR 引腳拉低，表明輸入電壓條件已經(jīng)滿足（見圖 2)）。另外，必須使用一個 1% 的電阻將 PROG 連接到 GND，以設(shè)置額定充電電流為 100V/RPROG。然后 CHPG 引腳為低電平，表示充電周期開始。在 TIMER 和 GND 之間連接一個電容，充電終止時間設(shè)置為 3 小時/100nF。
如果在充電周期開始時BAT引腳的電壓低于2.48V，那么充電電流將為設(shè)定值的1/10，使電池電壓足夠高以安全地實現(xiàn)充滿充電電流充電（見圖2.48V）@3)。如果電池?fù)p壞且電壓在設(shè)定終止時間的 1/4 內(nèi)沒有升至 2.48V 以上，則充電周期終止，F(xiàn)AULT 狀態(tài)輸出將鎖存為低電平，表示電池?fù)p壞。所有三個狀態(tài)輸出引腳 ACPR、CHRG 和 FAULT 都會產(chǎn)生足夠的電流衰減來打開 LED。一旦電池電壓升至 2.48V（充電周期開始后不久就會明顯），將向電池提供由 RPROG 設(shè)置的恒定電流。恒流模式將一直保持到 BAT 引腳的電壓接近選定的最終浮動電壓（4.1V when SEL=0V, SEL=VCC 4.2V）。之后，設(shè)備進(jìn)入恒壓模式。
在恒壓模式下，充電電流將開始減小，以保持 BAT 引腳的恒壓，而不是恒流輸出。當(dāng)電流下降到最大設(shè)定充電電流的 10% 時，內(nèi)部比較器將斷開 CHRG 引腳并連接一個弱電流源（約 25(A) 到地以指示充電即將結(jié)束（C/1< @k12@ > 狀態(tài)。
與電池充電器在電流達(dá)到C/10時結(jié)束充電過程不同，在達(dá)到C/10點后，只要終止定時器超時，電池就會繼續(xù)充電，保證電池充滿電。在 C/10 終止充電過程允許電池僅充電至其容量的 90% 至 95%，而在 C/10 后繼續(xù)充電并按時間要求結(jié)束允許電池充電至 100%它的容量。充電完成后，CHRG 引腳呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)。
電池充電
假設(shè)在第一次充電期間電池電壓高于 3.95V（當(dāng) SEL = 0V）或 4.05V（當(dāng) SEL = VCC），則可以對電池進(jìn)行充電。一旦超過這些閾值，如果電池電壓由于電池負(fù)載或電池自放電電流的存在而降至 3.9V (SEL = 0V) 或 4.0V (SEL = VCC) 以下一個完整的充電周期開始。充電電路將 BAT 引腳電壓建立幾毫秒，以防止瞬態(tài)沖擊重新啟動充電周期。
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熱調(diào)節(jié)
另一個特點是它有一個內(nèi)部熱調(diào)節(jié)回路。如果由于大功率運行或環(huán)境溫度高導(dǎo)致溫度接近105（C），則自動降低充電電流以保持溫度在105（C）左右（板溫通常在85（C）以下，這是所謂的恒溫模式 此功能允許用戶根據(jù)特定的工作條件設(shè)置充電電流，并消除了許多線性應(yīng)用所需的復(fù)雜熱保護(hù)設(shè)計。
最壞的情況會被自動監(jiān)控，這一功能除了保護(hù)之外，還消除了電路板上的“熱點”，從而保護(hù)了周圍的組件。對于其他電池充電器，熱關(guān)斷功能只是在極高溫度下（通常為 150°C）關(guān)斷充電器。這種基于溫度的關(guān)斷功能允許電池充電器和周圍的 PCB 板溫度升高到非常高的溫度，盡管關(guān)斷“保護(hù)”功能，應(yīng)用必須仔細(xì)設(shè)計以避免達(dá)到熱關(guān)斷溫度。通過自動平衡充電電流、散熱和工作溫度來簡化設(shè)計。
圖 4 顯示了在最壞溫度條件下的典型單節(jié)鋰離子充電循環(huán)。曲線顯示了電池電壓、充電電流和 PC 板溫度與時間的關(guān)系。
為了進(jìn)一步改進(jìn)熱調(diào)節(jié)，它采用耐熱增強(qiáng)型 MSOP 封裝。占板面積可小于72平方毫米，室溫功耗為2W。這相當(dāng)于使用 5V 輸入電源實現(xiàn)了 1.5A 的最大充電電流。這假設(shè)鋰離子電池在充電的大部分時間都處于 (3.7V。實際上，由于典型的鋰離子電池在開始充電的幾分鐘內(nèi)升至 3.8V 以上，這個假設(shè)有些保守。這種獨特的熱特性和 7% 的設(shè)定充電電流精度使得單節(jié)鋰離子電池系統(tǒng)的充電過程非?？焖俸途_。
PROG 電流監(jiān)視器
恒流模式下，PROG引腳電壓始終為1.5V，表示設(shè)定的充電電流從BAT引腳流出。在恒溫或恒壓模式下，BAT 引腳的電流減小。PROG 引腳和三個開漏狀態(tài)輸出（ACPR、CHRG 和 FAULT）始終通知用戶他們在做什么。
NTC熱敏電阻
除了可編程定時器和低電池充電限制外，充電期間的溫度限制已添加到推薦給電池制造商的安全功能列表中。通過在電池組上放置一個負(fù)溫度系數(shù) (NTC) 熱敏電阻來測量電池溫度。借助IC內(nèi)部的限溫電路，當(dāng)電池溫度降至0℃以下或升至50℃以上時，可暫時停止內(nèi)部定時器并停止充電。要實現(xiàn)此功能，電阻值RHOT應(yīng)該和RHOT一樣，500C時使用的熱敏電阻的阻值是一樣的，這樣可以保證內(nèi)部比較器的1/2VCC跳變點對應(yīng)NTC的500C溫度。
此外，選擇的 NTC 熱敏電阻在 0 (C) 時的電阻應(yīng)盡可能接近 50 (C) 時電阻的 7 倍。冷熱 NTC 的 7:1 比例確保了內(nèi)部比較器的下降點 7/ 8VCC 對應(yīng) NTC 00C 的溫度，每個冷熱比較器都有一個約 20C 的遲滯，以防止在下降點發(fā)生振蕩。此外，NTC 無需任何外部元件即可使用，只需將 NTC 引腳接地即可禁用其功能。
它是一款功能齊全的獨立式鋰離子電池充電器。其結(jié)構(gòu)極其簡單，僅需三個外部元件即可將大容量電池快速準(zhǔn)確地充電至1.5A的充電電流。可以添加一個 NTC 熱敏電阻和幾個 LED 以反映安全和狀態(tài)特性。目前由鋰離子電池供電的許多設(shè)備都可以使用這種類型的充電器，例如數(shù)碼相機(jī) (DSC)、個人數(shù)字助理 (PDA)、蜂窩電話、MP3 播放器和 GPS 系統(tǒng)。
值得注意的是，對上述許多產(chǎn)品的需求不斷增長。也就是說，當(dāng)主機(jī)設(shè)備通過 USB 端口插入時鋰離子電池的dsc測試需要先充電到一定狀態(tài)嗎，電池正在充電。盡管對此類充電應(yīng)用很有用，但 USB 端口的可用電流量有限，為 500mA 或 100mA，具體取決于連接的外圍設(shè)備的數(shù)量。這些應(yīng)用的一個缺點是關(guān)斷模式下的靜態(tài)電流為 0.9mA。這是一個困難，因為 USB 規(guī)范定義了一個掛起（）模式，其中泄漏電流必須小于 500（USB+5V 時的 A。然而，凌力爾特也有一個 USB 兼容的鋰離子電池充電器。它僅提供 25 （A處于關(guān)機(jī)模式。因此，當(dāng)外設(shè)處于USB請求掛起模式時，它將被中斷以滿足所需的漏電流限制。