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LT1510高效锂离子电池充电器的可替代充电方案

来源:analog 发布时间:2024-01-15

摘要: LT1510电流模式PWM电池充电器是最简单,最有效的解决方案,用于快速充电现代可充电电池,包括锂离子(Li-Ion),镍氢(NiMH)和镍镉(NiCd),需要恒流和/或恒压充电。

LT1510电流模式PWM电池充电器是最简单,最有效的解决方案,用于快速充电现代可充电电池,包括锂离子(Li-Ion),镍氢(NiMH)和镍镉(NiCd),需要恒流和/或恒压充电。内部开关能够提供1.5A直流电流(2A峰值电流)。板载电流检测电阻(0.1欧姆)使充电电流编程非常简单。使用一个电阻器(或DAC的编程电流)将充电电流设置为5%以内的精度。LT1510 16引脚S封装具有0.5%的参考电压精度,满足锂电池的关键恒压充电要求。

LT1510可以为1V到20V的电池充电。芯片和电池之间不需要阻塞二极管,因为芯片进入睡眠模式,当墙壁适配器拔掉时只消耗3μA。软启动和关机功能也提供。

锂离子电池充电器

图1中的电路使用16引脚LT1510以恒定的1.3A给锂离子电池充电,直到电池电压达到R3和R4设定的8.4V。然后,充电器将自动进入恒压模式,随着时间的推移,当电池达到完全充电时,电流将减少到接近零。这是锂离子充电的正常方式,充电器将电池无限期地保持在“浮动”电压下。在这种情况下,不需要外部传感的充分充电。图2显示了典型的充电特性。


图1所示。给锂离子电池充电(效率为1.3A = 86%)。


图2。电池充电特性。

电池直流充电电流由PROG引脚上的电阻R(或DAC输出电流)编程。通过平均电容C(PROG)实现高直流精度。完全充电电流的基本公式为:

当适配器电源被应用时,大约0.25mA从BAT引脚流出。因此,为了确保即使在取出电池时也能稳压输出,分压器电流应设置为0.5mA。Q3用于在适配器电源关闭时消除这种电流损耗,使用47k电阻将其栅极拉低。

设分压器电流为0.5mA, R4 = 2.465/0.5mA

= 4.93k,令R4 = 4.99k:

V(IN)必须比电池电压至少高3V,在8.5V到25V之间。

锂离子电池通常要求浮动电压精度为1%至2%。LT1510 OVP电压在25°C时精度为0.5%,在室温时精度为1%。这可能表明R3和R4需要非常精确(0.1%)的电阻。实际上,在浮子模式下,充电电流已经逐渐减小到一个低值,LT1510很少会加热到50°C以上,因此0.25%的电阻将提供所需的整体精度水平。

热计算

虽然电池充电器在1.3A时达到约86%的效率,但应进行热计算以确保结温不超过125°C。IC中的功耗是由偏置和驱动电流、开关电阻、开关转换损耗和电流检测电阻引起的。16引线so的热阻为50°C/W,在许多情况下可以提供1.5A的充电电流。图3显示了充电电流高达1.5A时的效率。


图3。图1电路的效率。

一些电池制造商建议在充电电流低于指定水平(通常为50mA至100mA)后30至90分钟终止恒压浮动模式。详细信息请咨询制造商。当充电电流降到75mA以下时,图4中的电路将进行检测。该逻辑信号用于启动超时时间,之后LT1510可以通过打开集电极或漏极将VC引脚拉低而关闭。可以使用一些外部手段来检测是否需要额外充电,或者可以定期打开充电器以完成一个短的浮动电压周期。电流跳闸电平由电池电压R1到R3和内部LT1510检测电阻(≈0.18欧姆引脚对引脚)决定。D2在跳闸电平产生迟滞,以避免多个比较器转换。R2和R3选择总计约1M,以尽量减少电池寿命。当比较器输出高时,假设D2在大电流充电期间关闭。为了保证这一点,选择R2与R3的比值使中心节点电压小于逻辑电源。R4有点随意,不影响跳闸点。调节R1设置行程级别。


图4。启动浮点超时的当前比较器。

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