双输入独立锂离子电池充电器LTC4096/LTC4096X快速上手指南

引言

在电子设备的设计中，电池充电电路是至关重要的一部分。今天我们要介绍的是Demonstration Circuit 1088A - A & B双输入独立锂离子电池充电器LTC4096/LTC4096X，它为单节锂离子或锂聚合物电池充电提供了一个完整的独立线性充电解决方案。

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产品概述

功能特点

Demonstration circuits DC1088A - A和 - B是完整的独立线性充电器，能够对单节锂离子或锂聚合物电池进行充电。LTC4096/LTC4096X会自动检测并选择合适的输入源，既可以是USB端口，也可以是5V壁式适配器输入。Input Power Present (PWR)引脚用于指示是否有足够的输入电源，并且能够驱动高达120mA的电流。

充电电流设置

• 当使用USB输入时，充电电流自动设置为500mA。
• 当使用壁式适配器输入时，充电电流自动设置为1A。
• 当充电电流降至50mA时，充电周期结束。

充电模式差异

• LTC4096：当电池电压低于2.9V时，工作在涓流充电模式（充电电流为正常充电电流的10%）。
• LTC4096X：没有涓流充电模式，当电池电压低于2.9V时，以全充电电流进行充电。

充电器禁用

通过将SUSP跳线JP1设置到HI位置，可以禁用充电器。CHRG LED指示灯用于指示充电器是否处于充电模式。

性能参数

PARAMETER	CONDITION	VALUE
Adapter Input Voltage Range DCIN		4.25V – 5.5V
USB Input Voltage Range USBIN		4.25V – 5.5V
Output Float Voltage VBAT Constant Voltage Mode		4.200V (± 0.6%)
Charge Current IBAT Adapter Input Power Constant Current Mode		1A
Charge Current IBAT Adapter Input Power Trickle Charge Mode (LTC4096 Only)		100mA
Charge Current IBAT USB Input Power Constant Current Mode		500mA
Charge Current IBAT USB Input Power Trickle Charge Mode (LTC4096 Only)		50mA
Full Charge Current	VIUSB	1V

快速启动步骤

准备工作

可以使用实际的锂离子电池、双极性电源或电池模拟器来评估充电器。电池模拟器由一个可调电源和一个跨接在电源输出端的负载电阻组成。例如，一个2.5Ω 10W的电阻可以在2.5V时提供1A的负载，这样电源就可以像电池一样吸收和提供电流，并且可以快速改变电池电压或使其保持在同一值。

测量设备设置

参考图1进行正确的测量设备设置，并按照以下步骤操作：

1. 将SUSP跳线JP1设置到HI位置。
2. 将电源调整到0V，按照图1所示，用串联电流表连接USB输入、适配器输入和电池模拟器。可以使用电流表或100mΩ的电流检测电阻来测量电池充电电流。
3. 按照图1所示，在USB输入和地、适配器输入和地、电池输出和地之间连接电压表。这些电压表也可用于测量IDC、IUSB、ITERM和PWR端子上的电压。
4. 打开电池模拟器电源至2.5V，并将SUSP跳线设置到LO位置。
5. 增加适配器输入电压，直到CHRG LED指示灯亮起，观察适配器输入电压和充电电流。此时适配器输入电压处于上升的DCIN欠压锁定阈值，PWR电压约等于适配器输入电压。LTC4096将处于涓流充电模式，涓流充电电流为100mA；LTC4096X将处于全充电模式，充电电流为1A。
6. 将电池模拟器电源增加到3V，观察到LTC4096的充电电流将跃升至全充电电流1A，LTC4096X的充电电流将保持在1A。
7. 将USB输入电源设置为5V，缓慢降低适配器输入电压，直到充电电流突然降至500mA。此时适配器输入电压处于下降的DCIN欠压锁定阈值，PWR电压约等于USB输入电压。
8. 增加适配器输入电压，直到充电电流跳回1A。此时器件正在使用适配器输入电源，PWR电压约等于适配器输入电压。
9. 将适配器输入电压设置为5V，缓慢增加电池模拟器电压，直到充电电流开始下降。此时充电器进入恒压模式。
10. 继续缓慢增加电池模拟器电压，同时观察充电电流。当充电电流降至50mA终止电流以下时，充电周期结束。
11. 缓慢降低电池模拟器电压，直到CHRG LED指示灯亮起。这表明电池电压达到了再充电电压阈值。
12. 将适配器输入设置为0V，缓慢降低USB输入电压，直到CHRG LED指示灯熄灭。此时USB输入电压处于下降的USB欠压锁定阈值，PWR引脚电压等于0V。
13. 将电池模拟器电压设置为2.5V，缓慢增加USB输入电压，直到CHRG LED指示灯亮起。此时USB输入处于上升的USB欠压锁定阈值，PWR电压约等于USB输入电压。LTC4096处于涓流充电模式，涓流充电电流为50mA；LTC4096X处于全充电模式，充电电流为500mA。
14. 将USB输入电压增加到5V，缓慢增加电池模拟器电压到3V。LTC4096跃升至全充电模式，充电电流为500mA；LTC4096X的充电电流保持在500mA。
15. 缓慢增加电池模拟器电压，直到充电电流开始下降。此时充电器进入恒压模式。
16. 继续缓慢增加电池模拟器电压，同时观察充电电流。当充电电流降至50mA终止电流以下时，充电周期结束。
17. 缓慢降低电池模拟器电压，直到CHRG LED指示灯亮起。这表明电池电压达到了再充电电压阈值。
18. 将SUSP跳线设置到HI位置，这将禁用充电器并使器件进入关机状态。
19. 将适配器输入电源设置为5V，观察适配器输入电流和流向电池模拟器的电流。当SUSP跳线处于HI位置时，器件保持关机状态。

输出波纹处理

演示板上提供了一个4.7uF的输出电容和一个1Ω的串联电阻，用于在电池断开时降低输出纹波电流。当电池或电池模拟器从充电器断开时，BAT输出端会出现一个约10mV p - p的锯齿波形，这是充电器和输出电容在再充电阈值电压和充电终止之间循环的结果。

结束操作

完成测试后，将SUSP跳线JP1设置到HI位置关闭电路，关闭输入电源，并断开和/或关闭电池或电池模拟器。

总结

LTC4096/LTC4096X双输入独立锂离子电池充电器为单节锂离子或锂聚合物电池充电提供了一个方便、高效的解决方案。通过本文介绍的快速启动步骤，工程师可以快速上手并进行测试评估。在实际应用中，需要根据具体需求合理选择充电器型号，并注意输出波纹的处理。大家在使用过程中有没有遇到过类似充电器的其他问题呢？欢迎在评论区分享交流。