LTC4054是一款恒流/恒压线性电池充电器，其内部功率MOSFET封装在一个微小的ThinSOT封装中。大多数线性充电器存在暂时、过度功耗和可能过热的风险，但LTC4054使用内部热反馈来调节充电电流并将芯片温度限制在120°C。该功能允许设计人员对LTC4054进行编程，使其具有更高的充电电流，同时保证LTC4054不会过热并损坏自身或其他组件。本文展示了如何使用LTC4054最大化热调节充电电流以减少电池充电时间。

LTC4054还包括节省空间和降低电路成本的其他理想功能。由于其内部MOSFET结构，它不需要外部感测电阻或阻塞二极管。自动充电终止功能允许LTC4054作为一个独立的锂离子电池充电器。充电状态输出引脚指示电池充电器的状态。它还包括欠压锁定保护，低电池充电调节，充电电流监控引脚和自动充电。此外，LTC4054能够从USB电源工作。

热的考虑

LTC4054的热反馈回路通过在IC升温时自动降低充电电流，将芯片温度调节到约120°C。因此，为了保持高电荷电流(和相应的更短的充电时间)，热量必须有效地从LTC4054转移出去。关键的量是从模具到PC板到周围空气的热阻(参见下面的“热阻计算”)。

LTC4054封装的热阻取决于电路板布局。由于IC产生的大部分热量流经铜引线框架并流出封装引线(特别是接地引线)，因此电路板设计人员可以使用PCB铜作为散热器来改善热特性。通过将引线(特别是接地引线)焊接到宽铜垫上，扩展到更大的铜区域，IC的热量将更容易消散到周围的环境中。内部或背面铜接地面的馈通孔进一步提高了热阻。PCB布局时应考虑电路板上的其他散热源，因为它们可以提高环境温度(T(A))并降低最大充电电流。

热阻计算

下面的例子计算了在典型充电条件下允许在800mA下给电池充电的最大热阻(西塔(JA))。热阻定义为给定硅中一定的功耗时，环境和硅结之间的稳态温度差。由于芯片上的大部分功耗来自内部MOSFET，因此功率计算为:

式中I(BAT)为充电电流，V(CC)为V(CC)引脚电压，V(BAT)为BAT引脚电压。在本例中，我们将假设标称电池电压为3.7V，典型工作电压为5V，环境温度为25℃。

硅结温度的计算公式如下:

T(J)为结温，T(A)为环境温度。LTC4054以编程的充电电流充电，只要功耗不产生足够的热量，使结温高于120°C的热调节点。

在典型充电条件下，800mA充电要求热阻小于91℃/W。如果热阻太大，LTC4054会自动降低充电电流(I(BAT))，以保持120℃的恒定芯片温度。

充电器电路

另一种使充电电流最大化的方法是在外部组件中耗散一些功率，从而减少芯片上的功耗。图1显示了LTC4054如何使用很少的外部组件提供完整的独立锂离子充电器解决方案。

外部电阻R(cc)用于消耗充电器总功耗的160mW，使LTC4054能够在更高的充电电流下进行热调节。由于功率在外部组件中消散，该组件也使用PC板作为其散热器，因此降低了模具的温度。

当这个电路被编程为800mA充电时，V(CC)引脚上的电压降至4.8V。当电池标称电压为3.7V，环境温度为25℃时，LTC4054进入热调节状态(参见本文“热阻计算”):

在热调节限制充电电流之前，LTC4054的热阻现在可以高达108°C/W。

在外部元件中耗散功率是一种有用的技术，特别是当使用高输入电源电压时。但是，设计人员应避免将V(CC)引脚电压降低到足以使LTC4054陷入dropout状态，这可能会增加在恒压模式下充电所需的时间。当穿过内部MOSFET的电压降到足够低时，就会发生这种情况，从而导致FET进入线性区域。只要满足以下条件，晶体管就不会进入线性区:

LTC4054场效应管的R(DS(ON))名义上为600毫欧。由于锂离子电池电压通常不超过4.2V，因此只要V(CC)引脚保持在4.68V以上，用800mA编程的LTC4054就不会进入dropout。

结论

LTC4054独立锂离子电池充电器提供了一个简单，紧凑的解决方案，充电单节锂离子电池使用很少的外部组件。其热调节功能允许设计师消除热过度设计的需要，最大限度地提高充电电流，缩短充电时间。