汽车动力系统是严酷的电子环境。当标称电压范围为10V至15V (ISO7637)时，会发生瞬变到90V，在某些情况下还会发生电池反转。围绕该系统构建汽车电子产品相当简单，但越来越多的终端用户希望操作便携式电子产品，如GPS系统或音乐/视频播放器，并从汽车电池中为锂离子电池充电。要做到这一点，需要一个紧凑、坚固、高效和易于设计的充电系统。

完整的USB/电池充电解决方案，用于大型瞬态环境

图1显示了这样一个设计。这款完整的PowerPath 管理器和电池充电器系统可通过广泛的高压或USB源为锂离子电池无缝充电。

在该电路中，LTC4098 USB电源管理器/锂离子电池充电器控制LT3480高压降压稳压器。LTC4098的蝙蝠轨道 功能提供了一个高效率，低功耗的电池充电器从低电压和高电压。BAT - track功能控制内部输入限流开关稳压器，将V(OUT)调节到大约V(BAT) + 0.3V，从而最大限度地提高电池充电器效率，从而通过以最小的净空空间操作电池充电器来最大限度地降低功耗。此外，通过允许充电电流大于USB输入电流限制，Bat-Track特性减少了充电时间——开关调节器的行为就像变压器将输出电压交换为输出电流。

LTC4098可以通过WALL和VC引脚将蝙蝠轨道概念扩展为辅助稳压器。当WALL上有足够的电压时，BAT - track通过V(C)引脚控制辅助稳压器的输出，保持稳压器的输出在V(BAT) + 0.3V。

LTC4098还包括过压保护功能，这在不稳定的电源电压环境中很重要。当OVSENSE引脚的电压超过约6V时，过压保护将保护n沟道MOSFET (M2)关闭。电压保护的上限仅受MOSFET击穿电压和流入OVSENS引脚的电流的限制。

过压保护覆盖整个电池充电器/电源管理器系统

LTC4098的过压保护功能可以保护电路的任何部分。在图1中，保护已扩展到LT3480 VIN输入。过压关断阈值设置为24V。该阈值提供了足够的余量，以防止破坏性过电压事件，而不会干扰正常操作。

在图1中，M1是提供反向电压保护的p沟道MOSFET，而M2是过压保护MOSFET, M3电平移位LTC4098的OVGATE输出。

如果HVIN电压小于零，则通过R3、R4和R5将M1和M2的门极和源电压保持在地，确保它们断开。如果HVIN电压在8V到大约24V之间，则通过LTC4098的OVGATE引脚将M3的栅极驱动到高电平。这通过M3, D1, R1和R5将M1和M2的栅极拉到低于其源的7V至10V，从而打开M1和M2。当M1和M2接通时，电流从HVIN流向VIN，系统正常运行。

如果HVIN输入超过约24V, LTC4098驱动M3的栅极到地，允许R5将M1和M2的VGS降至零，关闭它们并断开HVIN与V(IN)的连接。

M1, M2和M3的BV(DSS)为100V，因此该电路可以承受约为-30V至100V的电压。它可以在8V到大约24V的电压范围内正常工作。这种组合非常适合恶劣的汽车环境，为汽车电源系统的锂离子电池充电提供了强大、低成本和有效的解决方案。

最后，设置OVSENS电阻分压器需要一些小心。对于大约在2V和6V之间的OVSENS电压，V(OVGATE) = 1.9 V(OVSENS)。OVSENS钳位在6V，输入(或输出)OVSENS的电流不应超过10mA。所选择的电阻分压器将HVIN衰减4倍，因此当HVIN超过约8V时，M3具有足够的栅极电压以导通。当HVIN = 100V时，进入OVSENS的电流仅为2.25 ma，远低于10mA的限制。

如图2所示，只有当HVIN在8V到24V区域时，才会出现V(in)。图3显示了以负载转储坡道为中心的特写。ISO7637测试斜坡在5ms内从13.2V上升到90V。有一个220μs的关断延迟- ovgate低到M1和m2的门-导致V(in)的超调。该超调最大值为3.5V (V(VIN(MAX))≈27.5V)。这种超调的幅度可以根据不同的斜坡速率计算，例如

V(超调)= 得尔塔V/得尔塔t·t(延迟)

式中得尔塔V = (90V - 13.6V)， 得尔塔t = 5ms, t(DELAY) = 220μs，则V(OVERSHOOT) = 3.36V。

如果需要更少的延迟，从而更少的超调，则有源关断电路可以将OVGATE到M1和M2门的延迟减少到几微秒。

结论

LT3480高压降压调节器和LTC4098锂离子/聚合物电池充电器，结合一些外部组件，产生一个强大的高性能锂离子充电器，适用于插入汽车电源的便携式电子产品，并保持与USB电源的兼容性。该电路提供了客户期望的所有功能，以及防止电池反转和负载转储瞬变的电压保护。