LT3652EMSE#PBF

LT3652 用於太陽能電源的功率 跟蹤 2A 電池充電器 描 述 特 點 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ LTC®3652 是一款完整的單片式、降壓型電池充電器，可 在 4.95V 至 32V 的輸入電壓範圍內運作。LT3652 提供恆 定電流 / 恆定電壓充電特性，最大充電電流可在外部設置至 高達 2A。該充電器採用了一個 3.3V 浮置電壓反饋基準， 因此可以使用一個電阻分壓器來設置任何期望並可高達 14.4V 的電池浮置電壓。 提供用於太陽能應用中的峰值功率跟蹤 (MPPT) 的輸入 電源電壓調節環路 寬輸入電壓範圍：4.95V 至 32V (40V 絕對最大值) 可編程充電速率高達 2A 可由用戶選擇的充電終止：C/10 或內置充電終止定時器 可採用電阻器設置並高達 14.4V 的浮置電壓能支持鋰離 子 / 鋰聚合物電池、LiFePO4 (磷酸鐵鋰) 電池、SLA (密封鉛酸) 電池化學組成 當電池電壓 ≤ 4.2V 時無需 VIN 隔離二極管 1MHz 固定頻率 0.5% 浮置電壓基準準確度 5% 充電電流準確度 2.5% C/10 檢測準確度 二進制編碼集電極開路狀態引腳 耐熱性能增強型 12 引腳 3mm x 3mm DFN 和 MSE 封裝 LT3652 運用了一個輸入電壓調節環路，如果輸入電壓降至 一個編程電平 (由一個電阻分壓器來設定) 以下，則該輸入 電壓調節環路將減小充電電流。當 LT3652 由一塊太陽能 電池板來供電時，輸入調節環路將用於把太陽能電池板保持 在峰值輸出功率。 可以通過配置使 LT3652 在充電電流降至編程最大值的 1 / 10 (C/10) 以下時終止充電操作。當充電操作終止時， LT3652 將進入一種低電流 (85μA) 待機模式。如果電池電 壓下降至編程浮置電壓以下達 2.5%，則一種自動再充電功 能將起動一個新的充電週期。LT3652 還包含一個可編程安 全定時器，用於在到達一個期望時間之後終止充電操作。這 在電流小於 C/10 的條件下提供了「top-off」型充電。 應 用 ■ ■ ■ ■ ■ 太陽能供電型應用 遠程監控站 LiFePO4 (磷酸鐵鋰) 電池供電型應用 便攜手持式儀器 12V 至 24V 汽車系統 、LT、LTC、LTM、Linear Technology 和 Linear 標識是凌力爾特公司的註冊商標， PowerPath 是凌力爾特公司的商標。所有其他商標均為其各自擁有者的產權。 典型應用 太陽能電池板輸入電壓調節， 跟蹤最大功率點至大於 98% 採用 7.2V LiFePO4 電池並具 17V 峰值功率跟蹤功能的 2A 太陽能電池板電源管理器 CMSH1-40MA SOLAR PANEL INPUT ( 2V 時，才支持最小 VIN 電壓低於開 電壓 門限。 注 4：該參數對於 ≤ 4.2V 的編程輸出電池浮置電壓是有效的。VIN 工作範圍 最小值比編程輸出電池浮置電壓高 0.75V (VBAT(FLT) + 0.75V)。VIN 起動電壓 比編程輸出電池浮置電壓高 3.3V (VBAT(FLT) + 3.3V)。 注 5：輸出電池浮置電壓 (VBAT(FLT)) 編程電阻分壓器等效電阻 = 250k 可補償 輸入偏置電流。 注 6：所有的 VFB 電壓均通過 250k 串聯電阻測量。 注 7：當結溫接近 125°C 時熱折返功能電路將降低 VSENSE(DC)。 4 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 典型性能特征 VIN_REG 門限與溫度的關係： ICHG 在 50% VFB 基準電壓與溫度的關係 2.695 IVIN CURRENT (µA) VFB (FLT) 2.700 3.300 3.298 2.690 2.685 50 25 0 75 TEMPERATURE (°C) 100 125 –50 –25 50 25 0 75 TEMPERATURE (°C) 開關驅動 (ISW /IBOOST) 與 開關電流的關係 480 80 75 65 –50 –25 75 100 3652 G02 開關正向壓降 (VIN – VSW ) 與 溫度的關係 ISW = 2A 440 27 VSW(ON) (mV) 24 21 18 15 12 420 400 380 360 9 6 340 3 0 320 –50 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 SWITCH CURRENT (A) –25 50 25 0 75 TEMPERATURE (°C) 3652 G03 100 50 25 0 TEMPERATURE (°C) 460 30 ISW/IBOOST 85 3652 G01a 33 0 125 100 3652 G01 36 90 70 3.296 –25 VIN 待機模式電流與溫度的關係 95 3.302 2.705 100 125 3652 G04 CC/CV 充電；SENSE 引腳偏置 電流與 VSENSE 的關係 12 VBAT = VBAT(PRE) 50 0 C/10 門限 (VSENSE – VBAT) 與溫度的關係 11 VBAT = VBAT(FLT) –50 ISENSE (µA) VIN_REG(TH) (V) 2.710 2.680 –50 100 3.304 2.715 –100 –150 –200 VSENSE(C/10) (mV) 2.720 TA = 25°C，除非特別注明。 10 9 –250 –300 –350 0 0.5 1 1.5 8 –50 2.5 VSENSE (V) 2 –25 3652 G05 50 25 0 75 TEMPERATURE (°C) 100 125 3652 G06 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 5 LT3652 典型性能特征 熱折返 - 最大充電電流 (VSENSE – VBAT) 與溫度的關係 最大充電電流 (VSENSE – VBAT) 與溫度的關係 120 VFB = 3V 100.8 100 100.6 100.4 VSENSE(DC) (mV) VSENSE(DC) (mV) 100 100.2 100.0 99.8 99.6 99.4 80 60 40 99.0 –50 50 25 0 75 TEMPERATURE (°C) –25 100 0 125 3652 G08 CC/CV 充電；BAT 引腳偏置 電流與 VBAT 的關係 12 0 0.5 1 1.5 2 2.5 VBAT (V) 10 VIN FLOATING 10 8 8 6 4 2 0 VIN = 20V; VSHDN = 0V 0 2 6 4 8 10 12 1.5 90 85 POWER LOSS 75 65 1.0 55 0.5 45 0 35 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 TIME (MINUTES) 4 6 8 10 VBAT(FLT) (V) 12 14 16 3652 G11 充電器效率與電池電壓的關係 (ICHG = 2A) 86 84 82 80 78 76 74 72 0 2 88 EFFICIENCY 2.5 95 EFFICIENCY (%) VIN = 20V CHARGE CURRENT 0 3652 G11 充電電流、效率和功率損耗與 時間的關係 (ICHG(MAX) = 2A；VFLOAT = 8.2V) 2.0 0 16 14 VBAT (V) EFFICIENCY (%) CHARGE CURRENT (A); POWER LOSS (W) 3.0 6 4 2 3 VFLOAT 編程電阻器電流與 VFLOAT 的關係 (對於兩電阻器網絡) 12 IRFB (µA) IBAT (mA) BATTERY CURRENT (µA) 14 3652 G10 70 VIN = 20V WITH INPUT BLOCKING DIODE 3 4 3652 G12 6 3652 G09 充電器停用時的電池偏置 IBAT + ISENSE + IBOOST + ISW 電流 16 VBAT(FLT) 40 0 2.65 2.66 2.67 2.68 2.69 2.7 2.71 2.72 2.73 2.74 2.75 VIN_REG (V) 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 TEMPERATURE (°C) 3652 G07 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 –0.2 –0.4 60 20 20 99.2 最大充電電流 (VSENSE – VBAT) 與 VIN_REG 電壓的關係 80 VSENSE(DC) (mV) 101.0 TA = 25°C，除非特別注明。 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 VBAT (V) 3652 G13 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 引腳功能 VIN (引腳 1)：充電器輸入電源。VIN 工作範圍為 4.95V 至 32V。V IN 必須比編程輸出電池浮置電壓 (V BAT(FLT) ) 高 3.3V 以實現可靠的 動。(VIN – VBAT(FLT)) ≥ 0.75V 是最小 工作電壓，前提是 (VBOOST – VSW) ≥ 2V。在充電終止之後 IVIN 約為 85μA。 VIN_REG (引腳 2)：輸入電壓調節基準。當該引腳電平低於 2.7V 時最大充電電流減小。在 VIN 和該引腳之間連接一個 電阻分壓器可使能最小運行 VIN 電壓的編程。這通常用於設 置一塊太陽能電池板的峰值功率電壓。LT3652 可以調節最 大充電電流以維持設置的 VIN 運行電壓，通過維持 VIN_REG 的電壓為 2.7V 或者高於2.7V 來實現。如果未採用電壓調 節功能，則把該引腳連接至 VIN。 SHDN (引腳 3)：精准門限停機引腳。使能門限為 1.2V (上 升)，具有 120mV 的輸入遲滯。當處於停機模式時，所有 的充電功能均被停用。精准的門限允許使用 SHDN 引腳來 納入 UVLO 功能。如果 SHDN 引腳被拉至 0.4V 以下，則 IC 進入一種低功率停機模式，此時的 V IN 電流減小至 15μA。典型的 SHDN 引腳輸入偏置電流為 10nA。如果不 需要停機功能，則把該引腳連接至 VIN。 CHRG (引腳 4)：集電極開路充電器狀態輸出；其通常通過 一個電阻器上拉至一個基準電壓。該狀態引腳在停用時可被 上拉至高達 VIN 的電壓，並在 用時能夠吸收高達 10mA 的電流。在一個電池充電週期中，如果所需的充電電流大於 編程最大電流的 1/10 (C/10)，則 CHRG 被拉至低電平。 另外，溫度故障也會致使此引腳被拉至低電平。在 C/10 充 電終止之後，或假如內部定時器用於充電終止且充電電流小 於 C/10，則 CHRG 引腳處於高阻抗狀態。 FAULT (引腳 5)：集電極開路充電器狀態輸出；其通常通過 一個電阻器上拉至一個基準電壓。該狀態引腳在停用時可被 上拉至高達 VIN 的電壓，並在 用時能夠吸收高達 10mA 的電流。該引腳負責在一個電池充電週期中指示故障情況。 溫度故障會導致此引腳被拉至低電平。假如內部定時器用於 充電終止，則失效電池故障也將致使該引腳的電平被拉低。 倘若不存在故障情況，則 FAULT 引腳呈高阻抗狀態。 TIMER (引腳 6)：週期結束定時器編程引腳。如果期望採 用基於定時器的充電終止，則在該引腳和地之間連接一個電 容器。滿充電週期結束時間 (單位：小時) 利用該電容器來 設置，遵循的公式如下： tEOC = CTIMER • 4.4 • 106 如果電池未在 tEOC 的 1/8 之內實現預充電門限電壓，則產 生一種失效電池故障，即： tPRE = CTIMER • 5.5 • 105 通常採用一個 0.68μF 電容器，其產生一個三小時的定時器 EOC 和一個 22.5 分鐘的預充電限制時間。如果不期望使用 基於定時器的充電終止，則通過把 TIMER 引腳連接至地來 停用定時器功能。在定時器功能停用的情況下，充電操作將 在充電電流降至低於 C / 10 門限 (即 ICHG(MAX) / 10) 時終 止。 VFB (引腳 7)：電池浮置電壓反饋基準。充電功能運行以在 該引腳上實現一個 3.3V 的最終浮置電壓。輸出電池浮置電 壓 (VBAT(FLT)) 採用一個電阻分壓器來設置。VBAT(FLT) 可設 置為高達 14.4V。 自動重起動功能在 VFB 引腳電壓降至低於浮置電壓基準達 2.5% 時 動一個新的充電週期。 VFB 引腳輸入偏置電流為 110nA。採用一個在 VFB 引腳上 具有 250k 等效輸入電阻的電阻分壓器可彌補輸入偏置電流 誤差。 設置期望 VBAT(FLT) 所需的電阻器阻值遵循下面的方程： R1 = (VBAT(FLT) • 2.5 • 105)/3.3 ( Ω) R2 = (R1 • 2.5 • 105)/(R1 – (2.5 • 105)) (Ω) R1 連接在 BAT 和 VFB 之間，而 R2 則連接在 VFB 和地之 間。 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 7 LT3652 引腳功能 NTC (引腳 8)：電池溫度監視器引腳。該引腳是 NTC (負溫 度系數) 熱敏電阻溫度監視電路的輸入。該功能通過在 NTC 引腳和地之間連接一個 10kΩ、B = 3380 NTC 熱敏電阻來 用。該引腳提供 50μA，並監視 10kΩ 熱敏電阻兩端的電 壓。當該引腳上的電壓高於 1.36V (T < 0°C) 或低於 0.29V (T > 40°C) 時，充電功能被停用，而且 CHRG 和 FAULT 引腳均被拉至低電平。如果採用的是內部定時器終止，則定 時器暫停並暫停充電週期。當 NTC 上的電壓返回至 0.29V 至 1.36V 的作用區域內時，充電恢復。存在着與每個溫度 門限相關聯的約 5°C 的溫度遲滯。當至地的熱敏電阻阻值 小於 250k 時，溫度監視功能處於 用狀態，因此假如不需 要該功能則把 NTC 引腳置於不連接狀態。 BAT (引腳 9)：充電器輸出監視器引腳。連接一個 10μF 去 耦電容 (CBAT) 至地。視應用要求的不同，可能需要採用數 值更大的去耦電容器。充電功能運行以在該引腳上實現編程 輸出電池浮置電壓 (VBAT(FLT))。另外，此引腳還是用於電 流檢測電壓的基準。一旦某個充電週期被終止，則 BAT 引 腳的輸入偏置電流減小至 < 0.1μA，以最大限度地減少充電 器處於連接狀態時的電池放電量。 SENSE (引腳 10)：充電電流檢測引腳。在 SENSE 引腳和 BAT 引腳之間連接電感器檢測電阻器 (RSENSE)。該電阻器 兩端的電壓設定了平均充電電流。最大充電電流 8 (ICHG(MAX)) 對應於檢測電阻器兩端上的 100mV。可設定 該電阻器以設置高達 2A 的最大充電電流。檢測電阻器阻值 遵循下面的關係式： RSENSE = 0.1/ICHG(MAX) (Ω) 一旦某個充電週期被終止，則 SENSE 引腳的輸入偏置電流 減小至 < 0.1μA，以最大限度地減少充電器保持連接狀態時 的電池放電量。 BOOST (引腳 11)：用於開關驅動器的自舉電源軌。該引腳 助長了開關晶體管的飽和。在 BOOST 引腳和 SW 引腳之間 連接一個 1μF 或更大的電容器。該引腳的工作範圍為 0V 至 8.5V (參考於 SW 引腳)。去耦電容器上的電壓通過一個整 流二極管來刷新，該二極管的正極連接至電池輸出電壓或一 個外部電源，而其負極則連接至 BOOST 引腳。 SW (引腳 12)：開關輸出引腳。該引腳是充電器開關的輸 出，而且對應於開關晶體管的發射極。當 用時，開關把 SW 引腳短接至 V IN 電源。用於該開關的驅動電路採用 BOOST 電源引腳自舉至高於 VIN 電源，從而允許開關飽和 以實現最大的效率。升壓開關的有效導通電阻為 0.175Ω。 GND (引腳 13)：接地基準和背部裸露引線框架熱連接。把 裸露的引線框架焊接至 PCB 接地平面。 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 方框圖 + – 125°C TDIE STANDBY UVLO + – OVLO 4.6V – + VIN_REG 2.7V BOOST + – VIN 35V + – R LATCH S Q 0.2V TIMER + – 10mΩ 30mV OSC 1MHz + – TIMER OSC. SW VC – RIPPLE COUNTER COUNT RESET C-EA STANDBY – COUNT + RS SENSE RS BAT OFFSET + 0.3V RESET ENABLE V-EA COUNT + ITH 10 × RS MODE (TIMER OR C/10) CHRG VFB – CONTROL LOGIC TERMINATE FAULT STATUS – + C/10 0.1V 1V PRECONDITION – + 0.15V NTC VINT 2.7V + – – + – + x2.25 2.3V SHDN STANDBY 1.2V 1.36V 0.29V 50µA – + 3.3V 3.218V TERMINATE NTC – + 3652 BD 1.3V 0.7V 46µA 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 9 LT3652 應用信息 概述 LT3652 是一款完整的單片式、中等功率、多種化學組成降 壓型電池充電器，可利用所需外部組件極少的解決方案來滿 足高輸入電壓應用的要求。該 IC 採用一種 1MHz 恆定頻 率、平均電流模式降壓型架構。 LT3652 內置了一個由自舉電源驅動的 2A 開關，以最大限 度地提高充電週期中的效率。寬輸入範圍允許採用高達 32V 的電壓進行至滿充電的操作。一個精准門限停機引腳 採用一個簡單的電阻分壓器實現了 UVLO 功能的內置。另 外，該 IC 還可被置於一種低電流停機模式中，此時的輸入 電源偏置電流減小至僅為 15μA。 LT3652 運用了一個輸入電壓調節環路，該環路在某個監視 輸入電壓降至一個編程電平以下時減小充電電流。當 LT3652 由一塊太陽能電池板供電時，輸入調節環路用於把 該太陽能電池板保持在峰值輸出功率。 如果檢測到的電池電壓非常低，則 LT3652 自動地進入一種 電池預充電模式。在該模式中，充電電流減小至編程最大值 的 15%，這由電感器檢測電阻器 RSENSE 設定。一旦電池 電壓達到滿充電浮置電壓的 70%，則該 IC 自動地把最大充 電電流增加至滿編程值。 LT3652 能夠採用一種基於充電電流的 C/10 終止方案，該 方案在電池充電電流減小至編程最大充電電流的 1/10 時結 束一個充電週期。LT3652 還包含一個內部充電週期控制定 時器，其用於實現基於定時器的充電終止。當採用內部定時 器時，該 IC 組合了 C/10 檢測和一種可編程時間約束，在 此期間充電週期能夠在超過 C/10 水平的條件下持續，以對 電池進行「top-off」型充電。在經過了某個特定的時間 (通 常為 3 小時) 之後，充電週期終止。當採用基於定時器的方 案時，該 IC 還支持失效電池檢測，此檢測功能在某個電池 停留於預充電模式中的時間超過總充電週期時間的 1/8 時觸 發一個系統故障。 10 一旦充電操作被終止，LT3652 自動地進入一種低電流待機 模式，在該模式中電源偏置電流減小至 85μA。該 IC 在處 於待機模式時繼續監視電池電壓，而且倘若該電壓從滿充電 浮置電壓下降 2.5%，則 LT3652 自動重 充電週期。另 外，一旦故障電池被拿掉並更換了另一個電池，則該 IC 還 將在失效電池故障之後自動地重 一個新的充電週期。 LT3652 包含了用於電池溫度監視電路的預防措施。該功能 可在充電週期中採用一個熱敏電阻來監視電池溫度。如果電 池溫度超出了 0°C 至 40°C 的安全充電範圍，則 IC 將中止 充電操作併發出一個故障情況指示信號，直到電池溫度返回 安全充電範圍為止。 LT3652 包含兩個數字集電極開路輸出，它們提供了充電器 狀態和信號故障情況。這些二進制編碼引腳負責發出「電池 充電」、「待機或停機模式」、「電池溫度故障」和「失效 電池故障」指示信號。 一般操作 (見「方框圖」) LT3652 採用平均電流模式控制環路架構，這樣 IC 直接維 持至平均充電電流。LT3652 利用 VFB 引腳通過一個電阻分 壓器來檢測充電器輸出電壓。該引腳上的電壓與一個內部 3.3V 電壓基準之間的差異由電壓誤差放大器 (V-EA) 進行積 分。該放大器在其輸出端 (ITH) 上產生一個誤差電壓，其對 應於在連接於 SENSE 和 BAT 引腳之間的電感器電流檢測 電阻器 RSENSE 兩端檢測到的平均電流。ITH 電壓隨後進行 了 10 倍的分壓並被加在電流誤差放大器 (C-EA) 的輸入端 上。對該施加電壓與電流檢測電阻器電壓之間的差異進行積 分，把最終得出的電壓 (VC) 用作一個門限 (其與一個內部 產生的斜坡進行對比)。該比較的結果輸出負責控制充電器 的開關。 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 應用信息 ITH 誤差電壓線性地對應着在電感器電流檢測電阻器的兩端 上檢測的平均電流，從而通過限制 ITH 的有效電壓範圍來實 現最大充電電流控制。一個箝位把該電壓限制為 1V，這接 着將電流檢測電壓限制為 100mV。這設定了最大充電電 流，即在充電器工作於恆定電流 (CC) 模式時所提供的電 流，其對應於 RSENSE 兩端上的 100mV。如果 VIN_REG 引 腳上的電壓降至低於 2.7V (VIN_REG(TH)) 或芯片溫度接近 125°C，則 ITH 電壓被下拉以減小該最大充電電流。 假如 VFB 引腳上的電壓低於 2.3V (VFB(PRE))，則 LT3652 使用預充電模式。在預充電間隔期間，充電器繼續工作於恆 定電流模式，但是最大充電電流減小至由 RSENSE 設定的最 大編程值的 15%。 當充電器輸出電壓接近浮置電壓，或 VFB 引腳上的電壓接 近 3.3V (VFB(FLT)) 時，充電器將轉換至恆定電壓 (CV) 模 式，而且充電電流從最大值減小。當出現這種情況時，ITH 電壓從限制箝位下降並維持在較低的電壓。IC 在 ITH 電壓 下降時對其實施監視，而且 C/10 充電電流檢測在 I TH = 0.1V 時實現。如果充電器配置為採用 C/10 終止，則該門 限用於終止充電週期。一旦充電週期被終止，CHRG 狀態 引腳即變至高阻抗，且充電器進入低電流待機模式。 LT3652 包含一個內部充電週期定時器，其在一個編程時間 之後終止一個成功的充電週期。該定時器通常被編程為在 3 小時後實現週期結束 (EOC)，但是通過設定一個適當的定 時電容器數值 (CTIMER) 可針對任何時間量進行配置。當採 用定時器終止時，充電週期在 C/10 實現時並不終止。由於 CHRG 狀態引腳對應於 C/10 電流水平，因此 IC 將指示一 種滿充電電池狀態，但是充電器繼續給電池提供低電流，直 到經過了編程 EOC 時間為止，此時充電週期將終止。在充 電週期終止時的 EOC，如果電池未實現滿浮置電壓的至少 97.5%，則認為充電是不成功的，LT3652 重新 動，充電 操作將持續另一個完整的定時器週期。 另外，使用定時器功能也使能了失效電池檢測。如果電池未 對預充電做出響應，則這種故障條件触发，比如充電器在編 程充電週期時間的 1/8 之後仍然處於 (或進入) 預充電模 式。失效電池故障將中止充電週期，CHRG 狀態引腳變至 高阻抗狀態，而且 FAULT 引腳被拉至低電平。 當 LT3652 終止了一個充電週期時 (不管是通過 C/10 檢測 還是利用達到定時器 EOC)，平均電流模式模擬環路處於運 行狀態，但是內部浮置電壓基準下降了 2.5%。由於一個成 功充電之電池上的電壓位於滿浮置電壓，因此電壓誤差放大 器檢測到一種過壓情況且 ITH 被拉低。當電壓誤差放大器輸 出降至低於 0.3V 時，IC 進入待機模式，此時大多數的內部 電路被停用，而且 VIN 偏置電流減小至 85μA。當 VFB 引腳 上的電壓降至減低的浮置基準電平以下時，電壓誤差放大器 的輸出將爬升，此時 IC 退出待機模式並 動一個新的充電 週期。 VIN 輸入電源 LT3652 通過 VIN 引腳直接從充電器輸入電源施加偏置。該 電源提供了大的開關電流，因此建議使用一個高質量的低 ESR 去耦電容器，以最大限度地減小 VIN 上的電壓毛刺。 VIN 去耦電容器 (CVIN) 吸收充電器中的所有輸入開關紋波 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 11 LT3652 應用信息 電流，因此它必須具有一個足夠的紋波電流額定值。RMS 紋波電流 (ICVIN(RMS)) 為： ICVIN(RMS) ≅ ICHG(MAX) • (VBAT /VIN) • ([VIN /VBAT]–1)1/2 式中的 ICHG(MAX) 是最大平均充電電流 (100mV / RSENSE)。上面的關係式在 VIN = 2 • VBAT 時具有一個最大 值，其中： BOOST 電源 BOOST 自舉電源軌驅動內部開關並助長開關晶體管的飽 和。BOOST 引腳的工作範圍為 0V 至 8.5V (參考於 SW 引 腳)。在 BOOST 引腳和 SW 引腳之間連接一個 1μF 或更大 的電容器。 LT3652 ICVIN(RMS) = ICHG(MAX) /2 SW BOOST SENSE 簡單的 1/2 • ICHG(MAX) 最壞情況常用於設計。 RSENSE BAT 體電容是期望輸入紋波電壓 (ΔVIN) 的一個函數，並遵循下 面的關係式： CIN(BULK) = ICHG(MAX) • (VBAT /VIN)/Δ VIN (μF) 建議輸入紋波電壓不要高於 0.1V。10μF 對於大多數充電器 應用來說通常是足夠的。 充電電流設置 LT3652 充電器可通過配置以高達 2A 的平均電流進行充 電。最大充電電流是通過選擇一個電感器檢測電阻器 (RSENSE) 來設定的，該檢測電阻器的選擇應使流過它的期 望最大平均電流產生一個 100mV 壓降，即： 3652 F01 圖 1：採用 RSENSE 來設置最大充電電流 去耦電容器上的電壓通過一個二極管刷新，該二極管的正極 連接至電池輸出電壓或一個外部電源，而其負極則連接至 BOOST 引腳。把此二極管的平均電流額定值選定在大於 0.1A，並將其反向電壓額定值確定為大於 VIN(MAX)。 如欲利用一個從浮置電壓高於 8.4V 的電池引出的整流二極 管來刷新去耦電容器，則可布設一個與該整流二極管相串聯 的 >100mA 齊納二極管，以防止超過 BOOST 引腳的工作 電壓範圍。 RSENSE = 0.1/ICHG(MAX) 式中的 ICHG(MAX) 是最大平均充電電流。以一個 2A 充電器 為例，它將使用一個 0.05Ω 檢測電阻器。 12 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 應用信息 採用額外的旁路電容以提供針對無電池情況的視覺指示 (見 「狀態引腳」部分)。 SW LT3652 BOOST SENSE BAT 3652 F02 圖 2：齊納二極管降低了 BOOST 引腳的刷新電壓 VIN /BOOST 動要求 LT3652 在 4.95V 至 32V 的 VIN 範圍內工作，然而，由於 用於充電器的異步降壓型開關電源拓撲的特性，所以存在着 一種 動電壓要求。如果沒有可用的 BOOST 電源，則內部 開關要求 (VIN – VSW) ≥ 3.3V 以可靠地運作。如果 BOOST 電源可用且 (VBOOST – VSW) > 2V，則不存在此項要求。 當一個 LT3652 充電器不在執行開關操作時，SW 引腳與電 池處於相同的電位，其可高達 VBAT(FLT)。因此，為了實現 可靠的 動，VIN 電源必須至少比 VBAT(FLT) 高 3.3V。一旦 開關操作開始，且 BOOST 電源電容器被充電而使 (VBOOST – VSW) > 2V，那麼 VIN 要求不再適用。 在低 VIN 應用中，BOOST 電源可由一個外部電源供電以實 現 動，從而免除了 VIN 動要求。 VBAT 輸出去耦 如果期望在電池斷接時依靠 LT3652 充電器輸出來運作一個 系統負載，則需要額外的旁路電容。在此類應用中，假如沒 有額外的輸出體電容，則會出現過多的紋波和 / 或低幅度振 蕩。對於這些應用，應在 BAT 和地之間布設一個與 10μF 陶瓷旁路電容器相並聯的 100μF 低 ESR 非陶瓷電容器 (片 式鉭電容器或有機半導體電容器，例如 Sanyo OS-CON 或 POSCAP)。在那些用長導線把電池連接至充電器的系統 中，該額外旁路電容可能也是必需的。CBAT 的電壓額定值 必須達到或超過電池浮置電壓。 電感器選擇 在 LT3652 充電器中，電感器數值選擇的主要標準是在該電 感器中產生的紋波電流。一旦確定了電感值，則電感器還必 須具有一個等於或超過電感器中最大峰值電流的飽和電流。 對於指定的峰至峰電感器紋波電流 (ΔIL) 期望值，電感器數 值 (L) 可採用下面的關係式近似求出： L= VBAT(FLT) 10 •RSENSE • VBAT(FLT) • 1– ∆IL VIN(MAX) ICHG(MAX) (µH) 在上面的關係式中，VIN(MAX) 是最大運行電壓。紋波電流 通常設定在 ICHG(MAX) 之 25% 至 35% 的範圍內，因此可 通過設定 0.25 < ΔIL /ICHG(MAX) < 0.35 來確定一個電感器 數值。 LT3652 充電器輸出要求在 BAT 引腳和地之間連接旁路電 容 (CBAT)。對於所有的應用都需要使用一個 10μF 陶瓷電容 器。在那些可將電池從充電器輸出斷接的系統中，可能期望 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 13 LT3652 應用信息 擇。需要使用一個肖特基二極管，因為低的正向電壓將產生 最低的功率損耗和最高的效率。必須擬訂合適的整流二極管 額定值以承受大於最大 VIN 電壓的反向電壓。 SWITCHED INDUCTOR VALUE (µH) 16 14 12 最小平均二極管電流額定值 (IDIODE(MAX)) 利用最大輸出電 流 (ICHG(MAX))、最大運行 VIN 和預充電門限 (VBAT(PRE)， 即 0.7VBAT•(FLT)) 條件下的輸出來計算： 10 8 6 4 12 20 24 28 16 32 MAXIMUM OPERATIONAL VIN VOLTAGE (V) 3652 F03 圖 3：7.2V/1.5A 開關電感器數值 磁性元件供應商通常規定了具有最大 RMS 和飽和電流額定 值的電感器。應選擇一個具有位於或高於 (1 + ΔIMAX /2) • ICHG(MAX) 之飽和電流額定值以及一個高於 ICHG(MAX) 之 RMS 額定值的電感器。另外，電感器還必須滿足一種最大 伏特-秒乘積要求。如果電感器產品手冊中未提供該規格， 則需咨詢供應商以確保您的設計未超過最大伏特-秒乘積。 所要求的最小伏特-秒乘積為： ⎞ ⎛1 – V BAT(FLT) ⎟⎟ (V •µS) VBAT(FLT) • ⎜⎜ V IN(MAX) ⎠ ⎝ IDIODE(MAX) > ICHG(MAX) • VIN(MAX) (A) 例如，用於一個具 25V 最大輸入電壓之 7.2V、2A 充電器 的整流二極管將要求： 25V − 0.7(7.2V) ，即 25V IDIODE(MAX) > 1.6A IDIODE(MAX) > 2A • 電池浮置電壓設置 輸出電池浮置電壓 (VBAT(FLT)) 通過在 BAT 引腳和 VFB 之間 連接一個電阻分壓器來設置。V B AT ( F LT ) 可設置為高達 14.4V。 LT3652 整流器選擇 BAT + RFB1 VFB 3652 F04 當主電源開關被停用時，在 LT3652 電池充電器中連接於 SW 和 GND 之間的整流二極管為電感器電流提供了一條電 流通路。該整流器根據正向電壓、反向電壓和最大電流來選 14 VIN(MAX) – VBAT(PRE) RFB2 圖 4：連接在 BAT 和 VFB 之間的 反饋電阻器負責設置浮置電壓 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 應用信息 採用一個在 VFB 引腳上具有 250k 等效輸入電阻的電阻分壓 器可補償輸入偏置電流誤差。設置期望 VBAT(FLT) 所需的電 阻器阻值遵循下面的方程： RFB1 = (VBAT(FLT) • 2.5 • 105)/3.3 ( Ω) RFB2 = (RFB1 • (2.5 • 105))/(RFB1 – (2.5 • 105))(Ω) 對於一個三電阻器網絡，R FB1 和 R FB2 遵循下面的關係 式： RFB2 /RFB1 = 3.3/(VBAT(FLT) – 3.3) 實例： 對於 VBAT(FLT) = 3.6V： RFB2 /RFB1 = 3.3/(3.6 – 3.3) = 11。 充電功能運行以在 VFB 引腳上實現一個 3.3V 的最終浮置電 壓。自動重起動功能在 VFB 引腳上的電壓降至比該浮置電 壓低 2.5% 時 動一個新的充電週期。 由於電池電壓位於 VBAT(FLT) 設置電阻分壓器的兩端，因此 該分壓器將以某種速率從電池吸收少量的電流 (IRFB)： RFB2 = 3.3/10μA RFB2 = 330k 求解 RFB1： RFB1 = 330k/11 IRFB = 3.3/RFB2 高阻值的精准型電阻器也許很難獲得，因此對於一些 VBAT(FLT) 較低的應用，使用阻值較小的反饋電阻器和一個 額外的電阻器 (RFB3) 來實現所要求的 250k 等效電阻可能 是合乎需要的。最終形成的三電阻器網絡 (如圖 5 所示) 能 夠簡化組件選擇和 / 或增加輸出電壓精度，付出的代價是有 額外的電流流過反饋分壓器。 LT3652 設定分壓器電流 (IRFB) = 10μA 將產生： VFB 分壓器等效電阻為： RFB1||RFB2 = 27.5k 為滿足至 VFB 引腳的 250k 等效電阻： RFB3 = 250k – 27.5k RFB3 = 223k。 BAT 3652 F05 RFB1 = 30k + RFB3 RFB1 RFB2 圖 5：一個三電阻器反饋網絡能夠簡化組件選擇 由於 VFB 引腳是一個阻抗相對較高的節點，因此必須最大 限度地減小該引腳上的雜散電容。對於會把外部信號耦合到 此引腳 (這會產生不希望有的輸出瞬變或紋波) 的任何雜散 電容應特別謹慎。寄生電容的影響通常可通過在 BAT 引腳 和 VFB 引腳之間增設一個小值 (20pF 至 50pF) 前饋電容器 來抑制。 在電路板組裝過程中應格外謹慎。少量的電路板臟污會導致 輸出電壓的顯著偏移。在組裝之後應採取適當的電路板清潔 措施以避免電路板臟污，並且建議使用低洩漏焊劑。 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 15 LT3652 應用信息 輸入電源電壓調節 MPPT 溫度補償 LT3652 包含一個電壓監視器引腳，該引腳可使能一個最小 運行電壓的設置。在 VIN 和 VIN_REG 引腳之間連接一個電 阻分壓器實現了最小輸入電源電壓的設置，通常用於設置一 塊太陽能電池板的峰值功率電壓。當 VIN_REG 引腳電平低 於 2.7V 的調節門限時，最大充電電流減小。 一塊典型的太陽能電池板由一些串接式電池組成，每個電池 是一個加有正向偏置的 p-n 結。因此，太陽能電池板的開 路電壓 (VOC) 具有一個類似於普通 p-n 結二極管的溫度系 數，即大約 –2mV/°C。一塊結晶太陽能電池板的峰值功率 點電壓 (VMP) 可近似為一個低於 VOC 的固定電壓，因此峰 值功率點的溫度系數類似於 VOC 的溫度系數。 期望最小電壓的設置是通過連接一個電阻分壓器來完成的， 如圖 6 所示。針對一個期望最小電壓 (VIN(MIN)) 的 RIN1 /RIN2 之比為： RIN1 /RIN2 = (VIN(MIN) /2.7) – 1 如果未採用電壓調節功能，則把 VIN_REG 引腳連接至 VIN。 INPUT SUPPLY VIN RIN1 VOC TEMP CO. VOC VOC(25°C) VMP(25°C) VOC – VMP VMP 5 3652 F06 圖 6：電阻分壓器設定最小 VIN 16 LT3652 採用一個反饋網絡以設置 VIN 輸入調節電壓。該網 絡的操控有利於針對最大功率點跟蹤 (MPPT) 應用高效地 實施各種不同的溫度補償方案。由於典型太陽能電池板 LT3652 VIN_REG RIN2 太陽能電池板製造商通常規定了針對 VOC、VMP 的 25°C 值以及針對 VOC 的溫度系數，從而使得一塊典型太陽能電 池板之 VMP 的溫度系數確定直截了當。 PANEL VOLTAGE (V) 如果輸入電源不能提供足夠的功率以滿足一個 LT3652 充電 器的要求，則電源電壓將發生驟降。於是可通過經由一個電 阻分壓器監視電源來設置一個最小工作電源電壓，以使期望 的最小電壓對應於 VIN_REG 引腳上的 2.7V。LT3652 調節 最大輸出充電電流，以把 VIN_REG 上的電壓保持在 2.7V 或 高於 2.7V。 15 35 25 TEMPERATURE (°C) 45 55 3652 F07 圖 7：太陽能電池板輸出電壓的溫度特性 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 應用信息 VMP 電壓的溫度特性是高度線性的， 因此用於跟蹤該特性 的一種簡單的解決方案可採用一個 LM234 三端溫度傳感器 來實現。這產生了一種可容易地進行設置的線性溫度依存特 性。 在圖 8 所示的電路中， VIN V+ RIN1 由於 VMP 的溫度系數類似於 VOC 的溫度系數，因此可把針 對 VOC 的 –78mV/°C 規定溫度系數 (TC) 和 17.6V 規定峰 值功率電壓 (VMP(25°C)) 代入方程，以計算用於圖 8 所示溫 度補償網絡的合適電阻器阻值。如果 RSET = 1000Ω，則： RSET = 1k RIN1 = –1k • (–0.078 • 4405) = 344k LM234 R V– RIN2 = 344k/({[17.6 + 344k • (0.0674)/1k]/2.7} - 1) = 24.4k VIN RSET VIN_REG RIN2 電池電壓溫度補償 LT3652 有些電池化學組成具有隨着溫度而變化的充電電壓要求。特 別是鉛酸電池，其在溫度變化的情況下會經歷充電電壓要求 的明顯改變。例如，大型鉛酸電池製造商建議在 25°C 時每 節電池的浮置電壓為 2.25V。然而，該電池浮置電壓具有通 常每節電池 –3.3mV/°C 的溫度系數。 3658 F08 圖 8：MPPT 溫度補償網絡 RIN1 = –RSET • (TC • 4405)，且 RIN2 = RIN1/({[VMP(25°C) + RIN1 • (0.0674/RSET)]/VIN_REG} – 1) 式中：TC = 溫度系數 (單位：V/°C)，和 VMP(25°C) = 在 25°C 時的最大功率電壓 例如，假定一塊具有以下規定特性的普通 36 節電池的太陽 能電池板： 採用一種與前文概述的 MPPT 溫度校正相似的方式，可通 過把一個 LM234 納入輸出反饋網絡來完成線性電池充電電 壓溫度補償。 例如，一個 6 節鉛酸電池具有通常每節電池 2.25V (在 25°C) (即 13.5V) 的浮置充電電壓，以及每節電池 –3.3mV/°C (即 –19.8mV/°C) 的溫度系數。採用圖 9 中示 開路電壓 (VOC) = 21.7V 最大功率電壓 (VMP) = 17.6V 開路電壓溫度系數 (VOC) = –78mV/°C 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 17 LT3652 應用信息 出的反饋網絡，規定了期望的溫度系數 (TC) 和 25°C 浮置 電壓 (VFLOAT(25°C))，並為 RSET 使用了一個 2.4k 的合適阻 值，則必要的電阻器阻值遵循下面的關係式： RFB1 = –RSET • (TC • 4405) = –2.4k • (–0.0198 • 4405) = 210k RFB2 = RFB1/({[VFLOAT(25°C) + RFB1 • (0.0674/ REST)]/VFB} – 1) 雖然圖 9 中的電路產生了一種遵循每節鉛酸電池 –3.3mV/°C (典型值) 之規格的線性溫度特性，但是理論浮 置充電電壓特性則呈現輕微的非線性。該非線性特性遵循關 係式 VFLOAT(1-CELL) = 4 x 10–5(T2) - 6 x 10–3(T) + 2.375 (具有一個 2.18V 最小值)，式中的 T = 溫度 (單位：°C)。 可採用一個基於熱敏電阻的網絡近似計算一個合理工作範圍 內的非線性理想溫度特性，如圖 10 所示。 = 210k/({[13.5 + 210k • (0.0674/2.4k)]/3.3} – 1) = 43k BAT 196k RFB3 = 250k – RFB1||RFB2 = 250k - 210k||43k = 215k (見「電池浮置電壓設 置」部分) 69k 198k VFB LT3652 6-CELL LEAD-ACID BATTERY + 22k B = 3380 69k 3652 F10a LM234 RFB1 210k VFB LT3652 RFB3 215k RSET 2.4k RFB2 43k 14.8 V+ R 14.4 14.2 6-CELL LEAD-ACID BATTERY 3652 F09a 14.0 THEORETICAL VFLOAT 13.8 13.6 13.4 13.2 14.3 PROGRAMMED VBAT(FLOAT) 13.0 14.2 12.8 –10 14.0 –19.8mV/°C 13.8 VFLOAT (V) 14.6 + V– VFLOAT (V) BAT 0 20 30 10 40 TEMPERATURE (°C) 50 60 3652 F10b 13.6 圖 10：基於熱敏電阻的溫度補償網絡設置 VFLOAT 以緊密地 匹配用於 6 節電池充電器的理想鉛酸電池浮置充電電壓 13.4 13.2 13.0 12.8 12.6 –10 0 20 30 10 40 TEMPERATURE (°C) 50 60 3652 F09b 圖 9：鉛酸電池 (6 節) 浮置充電電壓與溫度的關係曲 線具有 –19.8mV/°C 特性 (採用 LM234 和反饋網絡) 18 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 應用信息 狀態引腳 LT3652 通過兩個集電極開路輸出 (CHRG 和 FAULT 引腳) 來報告充電器狀態。這些引腳能夠接受高至 VIN 的電壓，並 可在被使能時吸收高達 10mA。 CHRG 引腳負責指示充電器以大於 C/10 (即編程最大充電 電流的 1/10) 的速率輸送電流。FAULT 引腳負責發出電池 失效和 NTC 故障的指示信號。這些引腳為二進制編碼，並 按照下表發出指示信號，其中 ON 指示引腳被拉至低電平， 而 OFF 則指示引腳呈高阻抗： 當採用 C/10 終止時，只要平均電流水平保持在 C/10 門限 以上，LT3652 充電器就將提供電池充電電流。當實現了滿 充電浮置電壓時，充電電流減小，直至達到 C / 10 門限為 止，此時充電器終止運行且 LT3652 進入待機模式。CHRG 狀態引腳遵循充電器週期，並且當充電器未在執行主動充電 時呈高阻抗狀態。 當 VBAT 降至低於滿充電浮置電壓的 97.5% 時 (不管是由於 電池加載還是電池更換所致)，充電器自動地重新進入使用 狀態並起動充電操作。 如果使用了 C/10 終止，則沒有針對失效電池檢測的預防措 施。 狀態引腳狀況 充電器狀態 CHRG FAULT OFF OFF 未執行充電操作 — 待機或停機模式 OFF ON 失效電池故障 (預充電超時 / EOC 失效) ON OFF 以 C/10 或更高的速率執行正常的充電 ON ON NTC 故障 (暫停) 如果把電池從一個針對 C/1O 終止配置的充電器移除，則由 於在終止和再充電過程之間的循環將在充電器輸出端上出現 大約 100mV 的鋸齒波形。該循環在 CHRG 輸出端上導致 脈動。一個連接至該引腳的 LED 將顯示一種閃爍圖案，向 用戶發出「未接入電池」的指示信號。該閃爍圖案的頻率取 決於輸出電容。 C/10 終止 LT3652 支持一種基於低電流的終止方案，在該方案中電池 充電週期在來自充電器的電流輸出降至利用 RSENSE 設置的 最大電流之 1/10 時終止。C/10 門限電流對應於 RSENSE 兩端上的 10mV。該終止方式通過把 TIMER 引腳短接至地 來使用。 定時器終止 LT3652 支持一種基於定時器的終止方案，在該方案中，電 池充電週期在經過了某個特定的時間之後終止。當在 TIMER 引腳和地之間連接了一個電容器 (CTIMER) 時，即使 用了定時器終止。定時器週期 EOC (TEOC) 的出現基於遵循 以下關係式的 CTIMER： CTIMER = TEOC • 2.27 x 10–7 (小時) 定時器 EOC 通常設定為 3 小時，這需要使用一個 0.68μF 電容器。 CHRG 狀態引腳始終發出以 C/10 速率進行充電的指示信 號，這與使用哪種終止方案無關。當採用定時器終止時， CHRG 狀態引腳在一個充電週期中被拉至低電平，直到充 電器輸出電流降至低於 C/10 門限為止。充電器繼續對電池 進行「top-off」型充電，直到定時器 EOC 為止，此時 LT3652 終止充電週期並進入待機模式。 在定時器週期結束時終止充電僅在充電週期成功完成的情況 下出現。成功的充電週期是電池被充電至滿充電浮置電壓的 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 19 LT3652 應用信息 2.5% 以內之時。如果一個充電週期在 EOC 是不成功的， 則定時器週期復位且充電將持續另一個完整的定時器週期。 當 VBAT 降至低於滿充電浮置電壓的 97.5% 時 (不管是由於 電池加載還是電池更換所致)，充電器自動地重新進入使用 狀態並起動充電操作。 預充電和失效電池故障 LT3652 具有一種預充電模式，在該模式中充電電流被限制 為編程 ICHG(MAX) (由 RSENSE 設定) 的 15%。預充電電流 對應於 RSENSE 兩端上的 15mV。 當 V FB 引腳上的電壓低於預充電門限 (2.3V，即 0.7 • VBAT(FLT)) 時，預充電模式進入使用狀態。一旦 VFB 電壓升 至高於預充電門限，即可開始正常的滿電流充電。LT3652 包括 70mV 的門限遲滯，以避免發生模式切換毛刺干擾。 當內部定時器用於充電終止時，失效電池檢測功能處在使用 之中。如果運用了 C/10 終止，則沒有針對失效電池檢測的 預防措施。當 VFB 上的電壓處在預充電門限以下的時間超 過了一個滿定時器週期的 1/8 (1/8 EOC) 時，將觸發一個失 效電池故障。另外，如果一個正常充電的電池在 1/8 EOC 之後重新進入預充電模式，那麼也將觸發一個失效電池故 障。 當觸發了一個失效電池故障時，充電週期暫停，於是 CHRG 狀態引腳變至高阻抗。FAULT 引腳被拉至低電平以 發出故障檢測指示信號。 充電器電源或 SHDN 功能的通斷循環將 動一個新的充電 週期，但是 LT3652 充電器並不要求復位。一旦檢測到失效 電池故障，一個新的定時器充電週期將在 VFB 引腳電壓超 過預充電門限電壓時 動。在失效電池故障期間從充電器提 供 0.5mA 電流，所以移除失效電池將允許充電器輸出電壓 20 上升並 動一個充電週期復位。照此，拿掉一個失效電池使 LT3652 復位，於是通過把另一個電池連接至充電器輸出將 起動一個新的充電週期。 電池溫度監視器和故障 LT3652 通過採用一個靠近電池組的 NTC (負溫度系數) 熱 敏電阻能夠提供電池溫度監視。溫度監視功能通過在 NTC 引腳和地之間連接一個 10kΩ、B = 3380 NTC 熱敏電阻來 用。如果不需要 NTC 功能，則把該引腳置於不連接狀 態。 NTC 引腳提供 50μA，並監視 10kΩ 熱敏電阻兩端上的電 壓降。當該引腳上的電壓高於 1.36V (0°C) 或低於 0.29V (40°C) 時，電池溫度超出了安全範圍，LT3652 觸發一個 NTC 故障。NTC 故障情況一直持續到 NTC 引腳上的電壓對 應於一個處在 0°C 至 40°C 範圍內的溫度為止。熱門限和 冷門限均包括對應於 5°C 的遲滯。 如果需要較高的運行充電溫度，則可通過給 10k NTC 電阻 器增添串聯電阻來擴大溫度範圍。添加一個 0.91k 電阻器 將把有效温度上限增至 45°C。 在一個 NTC 故障期間，充電暫停且兩個狀態引腳均被拉至 低電平。如果 用了定時器終止，則定時器計數終止並保持 到故障情況解除為止。 熱折返 LT3652 包含一種熱折返保護功能，如果 IC 結溫接近 125°C，則該功能將減小最大充電器輸出電流。在大多數場 合中，片內溫度具有伺服机制，這樣只需稍微減小最大充電 器電流即可解除任何溫度過高的情況。 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 應用信息 在有些場合中，熱折返保護功能可把充電器電流降至低於 C/10 門限。在採用 C/10 終止 (TIMER = 0V) 的應用中， LT3652 將終止充電並進入待機模式，直到溫度過高的情況 得以解除為止。 佈局考慮 LT3652 開關節點具有通常小於 10nS 的上升和下降時間以 最大限度地提高轉換效率。開關節點 (引腳 SW) 走線應盡 可能地保持簡短，以盡量抑制高頻噪聲。輸入電容器 (CIN) 應布設在靠近 IC 的地方，以最大限度地降低該開關噪聲。 另外，在這些節點上採用簡短、寬闊的走線也有助於消除來 自電感性振鈴的電壓應力。BOOST 去耦電容器也應靠近 IC 以盡量抑制電感性振鈴。SENSE 和 BAT 走線應排布在一 起，而且這些走線和 VFB 走線應盡可能地保持簡短。建議 利用一個接地平面把這些信號與開關噪聲屏蔽開來。 CIN 應使大電流通路和瞬變與電池接地保持隔離，以確保一個準 確的輸出電壓基準。通過考慮接地平面中的開關電流可以實 現有效的接地，而且謹慎的組件佈局和取向能夠有效地引導 這些大電流以使電池基準不受損壞。圖 11 示出了一種採用 組件佈局來控制接地電流的有效接地方案。當開關被使能時 (loop #1)，電流從輸入旁路電容器 (CIN) 通過開關和電感 器流到電池正端子。當開關被停用時 (loop #2)，至電池正 端子的電流從地通過續流肖特基二極管 (DF) 提供。在這兩 種場合中，這些開關電流均通過輸出旁路電容器 (CBAT) 返 回至地。 LT3652 的封裝專為通過封裝背部的裸露襯墊 (其焊接至 PCB 上的一塊銅面積) 有效地把熱量從 IC 去除而設計。應 使該銅面積盡可能地大，以降低 IC 外殼至環境空氣的熱 阻。 CBAT VBAT RSENSE 1 2 DF + LT3652 VIN SW SENSE BAT VFB 3652 F11 圖 11：組件取向使大電流通路與敏感節點隔離 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 21 LT3652 典型應用 由廉價的 12V/1A 未調整牆上適配器供電並採用 3 小時定時器終止方案的 兩節鋰離子電池充電器 (8.3V/2A)；VIN_REG 環路維持最大充電電流 以防止 AC 適配器輸出降至低於 12V AC ADAPTER INPUT 12V AT 1A SH-DC121000 MBRS340 D3 SW VIN LT3652 VIN_REG BOOST 330k 47k 1µF 10k 51k 10k 10µF SHDN 1µF 1N914 VISHAY 1HLP-2525CZ8R2M11 8.2µH 0.05 SENSE CHRG BAT FAULT NTC TIMER VFB MBRS340 10µF 626k SYSTEM LOAD + 100µF 412k 0.68µF + R1 10k B = 3380 REMOVABLE 2-CELL Li-Ion PACK (8.3V FLOAT) SH-DC121000 AC 適配器 V 與 I 的關係特性 3652 TA02a 20 18 OUTPUT VOLTAGE (V) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 OUTPUT CURRENT (A) 3652 TA02b 採用 C/10 終止方案的基本型 2A、單節 LiFePO4 電池充電器 (3.6V 浮置電壓) CMSH3-40MA VIN 5V TO 32V (40V MAX) 10µF VIN LT3652 VIN_REG SHDN CHRG FAULT TIMER SW 1µF CMDSH2-4L BOOST 5.6µH 0.05 SENSE SYSTEM LOAD BAT 30k NTC VFB 3652 TA03 223k C3 10µF + 330k LiFePO4 CELL 22 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 封裝描述 如需了解最近的封裝圖樣，請登錄 http://www.linear.com.cn/designtools/packaging/ DD 封裝 12 引腳塑料 DFN (3mm x 3mm) (參考 LTC DWG # 05-08-1725 Rev A) 0.70 ±0.05 3.50 ±0.05 2.10 ±0.05 2.38 ±0.05 1.65 ±0.05 PACKAGE OUTLINE 0.25 ±0.05 0.45 BSC 2.25 REF RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS APPLY SOLDER MASK TO AREAS THAT ARE NOT SOLDERED 3.00 ±0.10 (4 SIDES) R = 0.115 TYP 7 0.40 ±0.10 12 2.38 ±0.10 1.65 ±0.10 PIN 1 NOTCH R = 0.20 OR 0.25 × 45° CHAMFER PIN 1 TOP MARK (SEE NOTE 6) 6 0.200 REF 1 0.23 ±0.05 0.45 BSC 0.75 ±0.05 2.25 REF 0.00 – 0.05 (DD12) DFN 0106 REV A BOTTOM VIEW—EXPOSED PAD NOTE: 1. DRAWING IS NOT A JEDEC PACKAGE OUTLINE 2. DRAWING NOT TO SCALE 3. ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS 4. DIMENSIONS OF EXPOSED PAD ON BOTTOM OF PACKAGE DO NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH, IF PRESENT, SHALL NOT EXCEED 0.15mm ON ANY SIDE 5. EXPOSED PAD AND TIE BARS SHALL BE SOLDER PLATED 6. SHADED AREA IS ONLY A REFERENCE FOR PIN 1 LOCATION ON THE TOP AND BOTTOM OF PACKAGE 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 23 LT3652 封裝描述 如需了解最近的封裝圖樣，請登錄 http://www.linear.com.cn/designtools/packaging/ MSE 封裝 12 引腳塑料 MSOP，裸露芯片襯墊 (參考 LTC DWG # 05-08-1666 Rev G) BOTTOM VIEW OF EXPOSED PAD OPTION 2.845 ±0.102 (.112 ±.004) 5.10 (.201) MIN 2.845 ±0.102 (.112 ±.004) 0.889 ±0.127 (.035 ±.005) 6 1 1.651 ±0.102 (.065 ±.004) 1.651 ±0.102 3.20 – 3.45 (.065 ±.004) (.126 – .136) 12 0.65 0.42 ±0.038 (.0256) (.0165 ±.0015) BSC TYP RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT 0.254 (.010) 0.35 REF 4.039 ±0.102 (.159 ±.004) (NOTE 3) 0.12 REF DETAIL “B” CORNER TAIL IS PART OF DETAIL “B” THE LEADFRAME FEATURE. FOR REFERENCE ONLY 7 NO MEASUREMENT PURPOSE 0.406 ±0.076 (.016 ±.003) REF 12 11 10 9 8 7 DETAIL “A” 0° – 6° TYP 3.00 ±0.102 (.118 ±.004) (NOTE 4) 4.90 ±0.152 (.193 ±.006) GAUGE PLANE 0.53 ±0.152 (.021 ±.006) DETAIL “A” 1.10 (.043) MAX 0.18 (.007) 1 2 3 4 5 6 SEATING PLANE (.009 – .015) TYP 0.650 (.0256) BSC NOTE: 1. DIMENSIONS IN MILLIMETER/(INCH) 2. DRAWING NOT TO SCALE 3. DIMENSION DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH, PROTRUSIONS OR GATE BURRS. MOLD FLASH, PROTRUSIONS OR GATE BURRS SHALL NOT EXCEED 0.152mm (.006") PER SIDE 4. DIMENSION DOES NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH OR PROTRUSIONS. INTERLEAD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED 0.152mm (.006") PER SIDE 5. LEAD COPLANARITY (BOTTOM OF LEADS AFTER FORMING) SHALL BE 0.102mm (.004") MAX 6. EXPOSED PAD DIMENSION DOES INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH ON E-PAD SHALL NOT EXCEED 0.254mm (.010") PER SIDE. 24 0.86 (.034) REF 0.1016 ±0.0508 (.004 ±.002) MSOP (MSE12) 0213 REV G 3652fe 更多信息請訪問 www.linear.com.cn/LT3652 LT3652 修改記錄 (修改記錄開始於 Rev B) REV 日期 描述 B 2 / 10 增添了 MSOP-12 封裝 1, 2, 24 C 5 / 10 校正了 SHDN 引腳標誌 3, 4 D 12 / 12 去除了至鎳電池充電能力的參考 1 增添了新的「電池偏置電流」曲線 6 E 12 / 15 頁碼 改善了「引腳配置」 把「注 2」加到了「電氣特性」的頂部 2 3、4 改善了「注 2」 4 變更了引腳 13 的名稱 8 更改了「電感器選擇」部分 13 更改了「電池浮置電壓設置」方程 15 3652fe 由凌力爾特公司提供的資料均視為準確可靠，但本公司不為其應用承擔責任。如果使用此處所描述 的電路侵犯了相關的專利權，則與本公司無關。中文版僅供參考之用，內容以英文版為準。 25 LT3652 典型應用 由一塊 1A 太陽能電池板供電的 3 級 12V 鉛酸電池快速 / 浮置充電器；1A 充電器快速充電 (具高達 14.4V 的 CC/CV 特性)；當充 電電流降至 0.1A 時，充電器切換至 13.5V 浮置充電模式；如果電池電壓降至 13.2V 以下，則充電器重 14.4V 快速充電模式， 而假如電池電壓降至低於 10V，則充電器以 0.15A 電流進行涓流充電；0°C 至 45°C 電池溫度充電範圍 SOLAR PANEL INPUT 90%，可調定時器終止，小的和極少的外部組件，4mm x 4mm QFN-16 封裝， 「– 1」用於 4.1V 浮置電壓電池 3652fe Linear Technology Corporation LT 1215 凌力爾特公司 www.linear.com.cn © LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2010