ADI电源管理芯片使用历程及心得

 

 

本次与大家分享的是世健和ADI联合举办的《在ADI电源产品的花园里“挖呀挖”》主题活动的三等奖文章：《ADI电源管理芯片使用历程及心得》及作者获奖感言。

 

 

ADI电源管理芯片使用历程及心得

 

 

非常感谢ADI举办的这次技术分享活动，在这次活动中学到知识的同时，也很荣幸获得了物质的奖励。

从2015年开始接触ADI的电源管理方面的产品，在将近10年的使用过程中，得到了ADI工程师的很大帮助，对个人技术也有了很大的提升，ADI的电源管理产品，应用方便设计简单，可以大大简化工程师的设计量，在后续的设计过程中，会更多的用到ADI的产品。

最后，再次感谢ADI和世健举办的这次活动，也祝愿世纪电源网在以后蓬勃发展。

 

作者: YTDFWANGWEI

所在行业: 电源

应用领域: 锂电池充电

应用案例名称：电池充电板、DC-DC、理想二极管等

ADI电源产品类型：电源管理

ADI电源产品型号:LTC8705A、LT3763、LTC4020、LT4357

 

 

前言

本人从2015年开始接触使用ADI的电源管理芯片，到现在为止，为了满足不同用户的需求，至少使用过不下20种ADI的芯片了。现在公司库存的ADI的芯片，也有几十种，有可能比一些经销商的库存种类还多，只是数量可能不及。今天针对公司使用比较多的几款ADI芯片，来跟大家进行一下分享与探讨。

 

01

LTC4020 

先上传原理图，后面慢慢展开讨论。

应用LTC4020做的是DC-DC锂电池充电器，升降压设计，利用IC自身的输出电流采集功能，与单片机给定的基准比较，控制输出电压实现恒流充电。由于不是恒压普通的恒压限流，需要在充电过程中调整充电电流大小，所以与推荐设计有差异。

LTC4020是一款带路径管理的电池充电IC，LTC4020是本人第一次采用ADI的电源管理芯片做直流输入充电器，因此，有好多芯片自身的功能并没有得到很好的应用，比如充满延时、路径管理等。甚至连输入输出电流检测这些都没用到，还是用的取样电阻取样输出电流做的恒流控制。现在看来，就是仅仅利用了他的四开关升降压而已。

这个IC的使用，学到的东西有以下几点:

1.四开关的驱动，原理图上一般都是IC输出直接驱动，我开始也是，后来发现，中间串个电阻加反向的二极管，让上下两个管子都快关慢开，适当的调整驱动电阻，发现可以提高效率。个人猜想应该是减少了上下两个管子直通时候的损耗。

2.IC自身具有输出电压检测功能，当输出电压低于设定值的一定比例后，IC会将限流值调整到设定值的1/10，叫安全充电，等电压升高后再回复到设定值，由于不能直接上电池，用电子负载调试，容易造成IC直接损坏，不知道是不是这个原因造成的。

我们以往用此芯片可能会发现问题，但实际可能是自己使用不当。

刚开始使用这个IC的过程中我发现了两个问题：

1.如果用阻型负载，调试过程中由于开机首先是设定电流的0.1C充电，所以会导致电压升不上去，用电子负载，因为设计是启动后电流慢慢增加到额定电流，发现电流增加过程中IC就坏掉了。

2.后来我就直接用电池调试（ADI的IC实际还是挺皮实的，所以我感觉出现故障的原因还是出在我自己身上），同样的电路，如果我把电池充电线引长，会容易产生问题，后来按照正常使用引线，就再也没出现过问题，而且从19年开始，没碰到由于4020损坏造成的设备返修。

经过和网友的一些探讨我认为PCB布局的可能性更大一些，ADI厂家人员来了对我用双层板布局很惊异，因此我觉得可能对PCB布局要求更严格一些。

 

02

LT3763纯降压的控制IC

 

LT3763是一款纯降压的BUCK控制芯片，当时用来做一款手持式充电器用，第一版布局可能不是很好，电流增大后，SS端不停重启。（看论坛很多网友用别的IC，也提到只上弱电正常，带强电SS重启，道理应该是一样的，估计都是IC收到干扰，原因还是地线没布好），最后降SS端通过一个电阻强制拉高可以工作，第二版更改布局，降IC地单点接到滤波电容的地就OK了。

 

03

理想二极管：LTC4357

LTC4357 是一款正高电压理想二极管控制器，用于驱动一个外部 N 沟道 MOSFET 以取代一个肖特基二极管。当在二极管“或”和高电流二极管应用中使用时，LTC4357 能够降低功耗、热耗散、电压损失并缩减 PC 板面积。

LTC4357 能够很容易地对电源进行“或”操作，以提高总体系统可靠性。在二极管“或”应用中，LTC4357 用于控制 MOSFET 两端的正向电压降，以确保从一条路径至另一条路径的平滑电流转移而没有振荡现象。在电源发生故障或短路的情况下，快速关断操作可最大限度地减小反向电流瞬变。

可以看出，理想二极管的作用更多是应用于电源的“或”操作。在充电电路中，利用理想二极管，可以防止电池倒灌，比如降压的充电模块，也可以防止电池电压通过上端MOS管的体二极管进入输入端，还可以防止充电模块死负载及取样电阻消耗电池电量，以及防止电池接入瞬间，充电模块输出电容短路造成的打火等等，所以，我一般在充电模块输出增加理想二极管。

理想二极管使用心得：虽然说理想二极管可以防止电池放电，在一些充电板与电池一直连接的使用中，增加理想二极管是必要的，但是还要考虑到一点就是理想二极管工作，也是需要电流的（可以扩展想一下，431的应用，431工作，也是需要电流的）。实际测试，LT4357的工作电流在1mA左右（技术规格书写典型值0.5，最大1.25），那么1天24mAH，一个月就0.7AH左右，半年4.2AH，对于一些10AH左右电池组，半年静置基本放光了。所以，在实际使用中，增加了如图的光耦，有输入，DC-DC充电板给电池充电过程中，光耦导通理想二极管工作，当输入消失，理想二极管停止工作，彻底不消耗电池组电量。

本次分享到此结束，希望各位工程师们可以一起进行探讨。