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ltc4054充电保护电路详解
接线图
2024年01月28日 08:52 386
admin
LTC4054简介
LTC4054是凌特公司的锂电池充电芯片，它是专为单节锂电池充电需要设计的单片集成芯片。用LTC4054设计的充电器只需几个元件，非常简洁。LTCA054在工作中无须专门的散热器，就可对电池进行大电流的充电，而且可以从USB端口取电工作，非常适合用于电脑的周边设备中，如MP3、PDA掌上电脑、数码录音笔等。
TC4054是运用恒流／恒压充电算法的单节锂电池充电器，它提供高达800mA充电电流（使用较好散热的PCB板），充电电压达±1％。LTCA054内置P沟道MOSFET功率管和温度调节电路，无须隔离二极管和外接电流传感电阻，因此基本的充电器电路仅需3个外围元件。此外，LTC4054还能从USB端口取电工作。
充电周期开始于当Vcc电源超过UVLO限定的电压和一个1％的电阻接在PROG和GND之间。如果BAT引脚的电压低于2.9V，充电器进入涓流充电模式，在此模式LTCA-054用大约充电电流设定值的1／10电流进行充电，使电池的端电压上升到能够进行大电流充电的安全电压（注：LTC4054X无此涓流充电功能）。当BAT端电压上升超过2.9V时充电器进入恒流充电模式，以编程设定的电流对电池充电。当BAT端电压接近的充电电压4.2V时LTC4054进入恒压充电模式，充电电流开始减小。当充电电流下降到充电电流设定值的1／10时充电周期就结束了。
设定充电电流
充电电流由接于PROG和GND之间的一个电阻来设定，电池的充电电流是PROG端输出电流的1000倍。这个电阻和充电电流由下式进行计算：Rprog=1000V／Ichrg，Ichrg=1000V／Rprog，输出到电池的电流可通过监测PROG的电压在任何时候由下式计算得到：Ibat=（Vprog／Rprog）*1000。
充电的终止
当充电电流下降到设定值的1／10时充电周期就终止。内置比较器监测到PROG端电压低于100mY时LTCA054就进入待机状态（任何使PROG端电压高于100mY的因素都将阻止LTCA054中止充电周期）。在待机状态LTCA054中止提供充电电流给电池，此时输入电源电流降至200μA。当电池的端电压低于4.05V时充电器将自动启动重新充电。要手动重启充电周期，必须断开电源后又重新加电或者关闭充电器并暂时断开PROG引脚。
充电状态指示
充电状态输出有三种不同状态：导通大电流状态（10mA）、截止小电流状态（20μA）和高阻状态。种指示LTC4054处于充电周期状态，一旦充电周期终止，该引脚状态由UVLO来确定。第二种指示Kc不在UVLO状态，LTC4054为充电作好准备。第三种指示LTC4054处于UVLO状态，Vcc供电不足，低于BAT端电压的100mV内。微处理器能区别这三种状态。
温度限制
如果芯片温度将升至设定的大约120℃时，内置的温度反馈回路会降低充电电流设定值。该功能保护LTC4054以免过热，允许使用者不管给定电路板散热能力的限制也不会损坏LTCA054芯片。在确保充电器在最坏状况能自动减小充电电流的情况下，充电电流可以按典型环境温度（不是最坏情况）设定。
欠压锁定（UVLO）
内置的欠压锁定电路监测输入电源电压，使充电器处于关闭状态直至Vcc上升超过UVLO电压。UVLO电路有一个200mV滞后特性。此外，为防止MOSFET功率管的反向电流，在Vcc电压低于电池电压的30mY时UVLO电路强制使充电器处于关闭状态，当UVLO比较器反转后充电器不会消除关闭状态，除非Vcc上升超过电池电压的100mV以上。
手动关闭
在充电周期的任意点通过断开PROG引脚的电阻Rprog来使LTC4054进入关闭状态，可使电池消耗低于2μA，电源供应电流小于50μA。恢复电阻RPROG的连接将开始一个新的充电周期。
自动重充
一旦充电周期终止，LTCA054就继续监测BAT端的电压，当电池电压降至4.05V（这相当于电池的大约80％一90％的容量）将对电池重充，这确保电池处于满充状态，而排除整个充电周期重新开始的需要。在重充期间CHRG端处于导通状态。充电流程如图所示。
LTC4054是凌特公司的锂电池充电芯片，它是专为单节锂电池充电需要设计的单片集成芯片。用LTC4054设计的充电器只需几个元件，非常简洁。LTCA054在工作中无须专门的散热器，就可对电池进行大电流的充电，而且可以从USB端口取电工作，非常适合用于电脑的周边设备中，如MP3、PDA掌上电脑、数码录音笔等。
TC4054是运用恒流／恒压充电算法的单节锂电池充电器，它提供高达800mA充电电流（使用较好散热的PCB板），充电电压达±1％。LTCA054内置P沟道MOSFET功率管和温度调节电路，无须隔离二极管和外接电流传感电阻，因此基本的充电器电路仅需3个外围元件。此外，LTC4054还能从USB端口取电工作。
充电周期开始于当Vcc电源超过UVLO限定的电压和一个1％的电阻接在PROG和GND之间。如果BAT引脚的电压低于2.9V，充电器进入涓流充电模式，在此模式LTCA-054用大约充电电流设定值的1／10电流进行充电，使电池的端电压上升到能够进行大电流充电的安全电压（注：LTC4054X无此涓流充电功能）。当BAT端电压上升超过2.9V时充电器进入恒流充电模式，以编程设定的电流对电池充电。当BAT端电压接近的充电电压4.2V时LTC4054进入恒压充电模式，充电电流开始减小。当充电电流下降到充电电流设定值的1／10时充电周期就结束了。
设定充电电流
充电电流由接于PROG和GND之间的一个电阻来设定，电池的充电电流是PROG端输出电流的1000倍。这个电阻和充电电流由下式进行计算：Rprog=1000V／Ichrg，Ichrg=1000V／Rprog，输出到电池的电流可通过监测PROG的电压在任何时候由下式计算得到：Ibat=（Vprog／Rprog）*1000。
充电的终止
当充电电流下降到设定值的1／10时充电周期就终止。内置比较器监测到PROG端电压低于100mY时LTCA054就进入待机状态（任何使PROG端电压高于100mY的因素都将阻止LTCA054中止充电周期）。在待机状态LTCA054中止提供充电电流给电池，此时输入电源电流降至200μA。当电池的端电压低于4.05V时充电器将自动启动重新充电。要手动重启充电周期，必须断开电源后又重新加电或者关闭充电器并暂时断开PROG引脚。
充电状态指示
充电状态输出有三种不同状态：导通大电流状态（10mA）、截止小电流状态（20μA）和高阻状态。种指示LTC4054处于充电周期状态，一旦充电周期终止，该引脚状态由UVLO来确定。第二种指示Kc不在UVLO状态，LTC4054为充电作好准备。第三种指示LTC4054处于UVLO状态，Vcc供电不足，低于BAT端电压的100mV内。微处理器能区别这三种状态。
温度限制
如果芯片温度将升至设定的大约120℃时，内置的温度反馈回路会降低充电电流设定值。该功能保护LTC4054以免过热，允许使用者不管给定电路板散热能力的限制也不会损坏LTCA054芯片。在确保充电器在最坏状况能自动减小充电电流的情况下，充电电流可以按典型环境温度（不是最坏情况）设定。
欠压锁定（UVLO）
内置的欠压锁定电路监测输入电源电压，使充电器处于关闭状态直至Vcc上升超过UVLO电压。UVLO电路有一个200mV滞后特性。此外，为防止MOSFET功率管的反向电流，在Vcc电压低于电池电压的30mY时UVLO电路强制使充电器处于关闭状态，当UVLO比较器反转后充电器不会消除关闭状态，除非Vcc上升超过电池电压的100mV以上。
手动关闭
在充电周期的任意点通过断开PROG引脚的电阻Rprog来使LTC4054进入关闭状态，可使电池消耗低于2μA，电源供应电流小于50μA。恢复电阻RPROG的连接将开始一个新的充电周期。
自动重充
一旦充电周期终止，LTCA054就继续监测BAT端的电压，当电池电压降至4.05V（这相当于电池的大约80％一90％的容量）将对电池重充，这确保电池处于满充状态，而排除整个充电周期重新开始的需要。在重充期间CHRG端处于导通状态。充电流程如图所示。
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