引言

就全功能鋰離子電池充電器而言，一些設(shè)計(jì)師遇到的重要障礙是缺乏自動(dòng)或自主觸發(fā)功能。例如，控制器確實(shí)供應(yīng)C/10電流檢測(cè)，但是當(dāng)充電電流降至C/10值時(shí)，卻不中斷充電過(guò)程。另外也缺乏完全合格的充電器所需的自動(dòng)重啟功能。

LTC4012是一款非常流行的芯片，用來(lái)給各種應(yīng)用中的鋰離子電池充電。這款控制器供應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)和電流檢測(cè)輸入，以建立一個(gè)降壓型拓?fù)涞墓β舒溌?。LTC4012還供應(yīng)控制信號(hào)，例如充電狀態(tài)和適配器存在的信號(hào)。該器件還供應(yīng)一系列有用的功能，在其數(shù)據(jù)表中有詳細(xì)說(shuō)明。

在不使用CpU的應(yīng)用中，設(shè)計(jì)師或者干脆拒絕使用LTC4012，或者自己開發(fā)解決方法，在有些情況下，這么做是不夠的。例如，有些設(shè)計(jì)師可能會(huì)在pROG引腳上用一個(gè)電阻器來(lái)檢測(cè)充電電流，但是將pROG引腳連至一個(gè)低成本、低阻抗的緩沖器，會(huì)從根本上導(dǎo)致測(cè)量值失真。

本文的目的是說(shuō)明一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)重啟解決方法，該解決方法不使用pROG引腳，用邏輯信號(hào)進(jìn)行C/10電流檢測(cè)。這種檢測(cè)基于LTC4012數(shù)據(jù)表中介紹的數(shù)字C/10指示器，如方框圖中所示。

自動(dòng)重啟電路方框圖

前述電路的方框圖如圖1所示。該電路基于一個(gè)D觸發(fā)器。隨著充電電流值降至預(yù)設(shè)定的C/10，D觸發(fā)器時(shí)鐘變?yōu)楦唠娖?，外部晶體管Q1將RUN引腳拉至地，并關(guān)斷LTC4012。電池充電，電壓接近最大值。隨著充電器關(guān)斷，電池開始放電，最終達(dá)到最小電壓，D觸發(fā)器清零，然后Q1關(guān)斷，充電周期重復(fù)。

圖1：自動(dòng)重啟電路的方框圖

CHARGECURRENTC/10DETECTION：充電電流C/10檢測(cè)

用LTC2912-3實(shí)現(xiàn)之前介紹的大部分功能。這款具閉鎖控制的電壓監(jiān)視器在圖2所示電原理圖的中央。

圖2：前述解決方法的電原理圖

BATTERY：電池

電原理圖和電路介紹

所測(cè)試的是12V、3000mA/h鋰離子電池。該電池由采用了LTC4012-2的演示電路板DC1256A上安裝的充電器充電。該充電器由圖2所示的自動(dòng)重啟電路控制。

假如電池充電，那么LTC2912-3的VH輸入上的電壓高于0.5V，/UV輸出為高電平。Q2接通，/LATCH引腳為低，輸出OV閉鎖在高電平狀態(tài)。相應(yīng)地，Q1接通，LTC4012處于關(guān)斷模式。只要/LATCH引腳為低，OV閉鎖在高電平狀態(tài)，LTC4012就繼續(xù)保持關(guān)斷狀態(tài)。

最后，由于自放電或已加負(fù)載，電池電壓開始下降。當(dāng)電池電壓降至低于12V時(shí)，VH引腳電壓(電阻器分壓器RBT/RBB)降至低于0.5V，/UV輸出狀態(tài)從高電平變?yōu)榈碗娖?。然后Q2斷開，從而清除閉鎖。信號(hào)OV狀態(tài)變?yōu)榈碗娖?，Q1斷開，充電過(guò)程啟動(dòng)。

在充電過(guò)程中，LTC4012的/CHRG引腳處于低阻抗?fàn)顟B(tài)，這使VL引腳連至GND。隨著充電電流降至C/10，/CHRG引腳改變狀態(tài)，VL引腳上的電壓隨之上升。當(dāng)這個(gè)引腳上的電壓達(dá)到0.5V(電阻器分壓器RCT/RCB)時(shí)，OV引腳的狀態(tài)從低電平變?yōu)楦唠娖?，Q1接通，RUN引腳拉低，LTC4012進(jìn)入停機(jī)模式。/LATCH引腳為低電平，U1將OV鎖定為高電平，直至電池電壓再次降至12V且這個(gè)過(guò)程開始重復(fù)為止。建議的電路與LTC4012互連，相應(yīng)引腳由虛線圍繞，以與LTC2912U1的引腳相區(qū)分。

電流驗(yàn)證和測(cè)量

為了驗(yàn)證電路功能，將一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器連至充電器-電池系統(tǒng)。對(duì)電池電壓和電流進(jìn)行采樣和存儲(chǔ)。為了方便電池的自放電并縮短放電時(shí)間，在電池端子之間連接一個(gè)100Ω電阻器。所出現(xiàn)的圖形如圖3所示。在周期一開始時(shí)，輸入電壓VIN被斷開，電池放電，并向負(fù)載供應(yīng)負(fù)電流。然后，加上VIN后，充電周期啟動(dòng)，正的充電電流流進(jìn)電池。當(dāng)電池充滿電以后，充電器關(guān)斷，電池開始自放電。當(dāng)電池電壓達(dá)到最小值時(shí)，充電器接通，周期自我重復(fù)。

圖3：自動(dòng)重啟周期的按時(shí)圖

CHARGECURRENT：充電電流

TIME：時(shí)間

BATTERYVOLTAGE：電池電壓

結(jié)論

本文介紹的電路相對(duì)簡(jiǎn)單，基于這個(gè)電路的應(yīng)用可以作為非常流行的鋰離子電池充電器LTC4012的重要配件。這個(gè)電路可通過(guò)使用單個(gè)電壓監(jiān)視器LTC2912-3實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重啟功能，從而無(wú)需使用相當(dāng)昂貴的數(shù)字控制系統(tǒng)。