深入解析LTC3625/LTC3625 - 1：高效双电池超级电容充电器

在电子设备的设计中，超级电容充电器扮演着至关重要的角色。今天，我们就来详细探讨一下LINEAR TECHNOLOGY推出的LTC3625/LTC3625 - 1 1A高效双电池超级电容充电器，看看它有哪些独特的特性和应用场景。

文件下载：LTC3625.pdf

产品概述

LTC3625/LTC3625 - 1是可编程超级电容充电器，能够将两个串联的超级电容从2.7V至5.5V的输入电源充电至固定输出电压（4.8V/5.3V或4V/4.5V可选）。其独特之处在于具备自动电池平衡功能，可防止充电过程中电容过压，且无需平衡电阻。

产品特性亮点

高效升降压充电

支持对两个串联超级电容进行高效的升降压充电，能有效提高充电效率，减少能量损耗。

自动电池平衡

自动电池平衡功能可防止充电时电容过压，确保电容安全，延长电容使用寿命。

可编程充电电流

充电电流可编程，单电感时最高可达500mA，双电感时最高可达1A（(V_{IN }=2.7 ~V) 至5.5V），可根据实际需求灵活调整。

可选电压调节

LTC3625每节电容可选择2.4V/2.65V调节，LTC3625 - 1每节电容可选择2V/2.25V调节，满足不同应用场景的电压需求。

低静态电流

空载静态电流低至23µA，关机时(I_{VIN }<1 mu A) ，有助于降低功耗，延长设备续航时间。

小尺寸封装

采用低外形12引脚3mm × 4mm DFN封装，节省电路板空间，适合小型化设计。

应用场景广泛

该充电器适用于多种场景，如服务器、RAID系统、大容量存储设备、高电流备用电源、固态硬盘、无线功率计以及高峰值功率升压电源等。

电气特性详解

输入输出电压范围

输入电压范围为2.7V至5.5V，输出电压可根据(V{SEL}) 引脚选择不同的调节值。例如，LTC3625在(V{SEL}=V{IN}) 时，充电器终止电压为5.2V至5.4V；(V{SEL}=0V) 时，为4.7V至4.9V。

充电电流相关

通过外部电阻可对充电电流和最大输入电流进行编程。如(R{PROG}=143k) 时，编程的降压充电电流(I{BUCK}) 典型值为0.99A；(R_{PROG}=71.5k) 时，典型值为1.98A。

其他特性

还具备输入欠压锁定（UVLO）、充电终止电压调节、充电滞后等特性，确保充电器在不同条件下稳定工作。

工作模式分析

降压转换器

降压转换器通过PROG引脚对平均输出电流进行用户编程，其计算公式为(I{BUCK}=h{PROG } cdot frac{1.2 V}{R{PROG }}) ，其中(h{PROG }=118,000) （典型值）。它采用滞环电流调节方式，自动提供过流和反向电流限制保护。

升压转换器

升压转换器调节固定平均输入电流为2A（典型值），同样采用滞环电流调节。在正常操作中，(V{OUT}) 应随(V{MID}) 增加；若出现反向电压，将进入涓流充电模式。

单电感操作

当CTL引脚连接到(V{IN}) 时，充电器工作在单电感模式。在此模式下，降压和升压转换器不会同时运行。充电过程中，降压和升压转换器交替工作，直至(V{OUT}) 达到编程输出电压，然后进入睡眠模式。

双电感操作

当CTL引脚连接到GND时，充电器工作在双电感模式。此时，降压和升压转换器可同时运行，大大缩短充电时间，但需要额外的电路板组件。

引脚功能说明

各引脚具有不同的功能，如SW1和SW2为开关引脚，分别用于降压和升压调节器；(V{IN}) 为输入电压引脚，需用10µF或更大的陶瓷电容旁路到GND；CTL用于设置充电模式；(V{SEL}) 用于选择输出电压等。

应用设计要点

编程充电电流

通过将PROG引脚连接到地的单个电阻来编程(C{BOT}) 充电电流，计算公式为(R{PROG }=h{PROG } cdot frac{1.2 V}{I{BUCK }}) 。

输出电压编程

通过(V_{SEL}) 输入引脚可将输出阈值电压设置为4.8V/4.0V或5.3V/4.5V。

热管理

当结温超过约150°C时，热关断电路会自动停用输出。为降低最大结温，建议将DFN封装的暴露焊盘连接到电路板的接地层。

电容和电感选择

(V_{IN}) 电容应选择低等效串联电阻（ESR）的多层陶瓷电容，以减少输入电压纹波。电感推荐选择3.3µH，且具有低直流电阻和足够的直流电流额定值。

印刷电路板布局

为确保在所有条件下都能提供最大电流，LTC3625/LTC3625 - 1封装背面的暴露焊盘必须焊接到电路板接地。同时，输入电容、电感和输出旁路电容应尽可能靠近芯片，并保证有完整的接地层。

典型应用案例

450mA充电电流单电感应用

适用于需要特定充电电流的场景，通过合理配置电阻和电容，可实现稳定的充电功能。

太阳能供电超级电容充电器

结合最大功率点跟踪（MPPT）技术，可有效利用太阳能进行充电，提高能源利用效率。

5V和12V电源穿越应用

在电源中断时，超级电容可提供临时电源，确保设备正常运行。

相关产品推荐

除了LTC3625/LTC3625 - 1，LINEAR TECHNOLOGY还有一系列相关产品，如LTC3203、LTC3204等，可根据不同的应用需求进行选择。

总之，LTC3625/LTC3625 - 1超级电容充电器凭借其高效、可靠、灵活的特性，为电子工程师在设计超级电容充电系统时提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选择充电模式、配置外部组件，并注意电路板布局等细节，以充分发挥该充电器的性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。