LT3650EDD-8.4/8.2 2A 单芯片锂离子电池充电器快速上手

在电子设备的设计中，电池充电器的性能至关重要。今天就来详细介绍一下 Linear Technology 的 LT3650EDD - 8.4/8.2 2A 单芯片锂离子电池充电器，以及演示电路 1473A 的相关内容。

文件下载：DC1473A-A.pdf

产品概述

演示电路 1473A 采用了 LT3650EDD - 8.4/8.2 芯片，是一款 2A 单芯片锂离子电池充电器。LT3650 是一款完整的中功率锂离子电池充电器，能在较宽的输入电压范围内工作。它是一款 CC/CV（恒流/恒压）充电器，最大充电电流可通过外部编程设置，最高可达 2A。该芯片还具备预充电功能，可对低电压电池进行涓流充电，同时具备坏电池检测功能，若电池对预充电无响应，会发出信号。LT3650EDD - 8.4/8.2 采用 12 引脚（3mm × 3mm）DFN 表面贴装封装，带有外露焊盘。

典型规格参数

参数	详情
HV 输入电压范围	9V 至 32V
VOUT	7.4V 至 8.48V
输出浮动电压（恒压模式）	8.4V/8.2V
输出电流限制 ILIM	2A（RRNG 等于 20kΩ）

工作原理

架构与输入范围

LT3650 是一款完整的单芯片中功率锂离子电池充电器，适用于高输入电压应用，且所需外部组件最少。该芯片采用 1MHz 恒定频率、平均电流模式降压架构。它内置一个 2A 开关，由自举电源驱动，可在充电周期内最大限度提高效率。其输入范围较宽，可在 10V +/- 5%（单节电池）至 32V 的电压下对电池进行完全充电。

充电电流控制

LT3650 具备多种充电电流控制方式。整体最大充电电流通过外部电感电流检测电阻设置，最大充电电流编程引脚可动态调整电池充电电流。此外，它还具备系统输入电源电流限制控制功能，可根据系统整体负载需求调整电池充电电流。

充电模式与终止

当检测到电池电压非常低时，LT3650 会自动进入电池预充电模式，此时充电电流降至由电感检测电阻 R (SENSE) 设置的编程最大值的 15%。当电池电压超过内部设定的每节 5.7V 阈值时，芯片会自动将最大充电电流提高到编程的完整值。

该芯片可采用基于充电电流的 “C/10” 终止方案，当电池充电电流降至编程最大充电电流的 1/10 时，充电周期结束。同时，它还包含一个内部充电周期控制定时器，用于基于定时器的终止。使用内部定时器时，芯片会将 C/10 检测与可编程时间约束相结合，在此期间充电周期可在 C/10 水平之上继续进行，以对电池进行 “顶部充电”。充电周期通常在特定时间（如 3 小时）过去后终止。采用基于定时器的方案时，芯片还支持 “坏电池” 检测，若电池在预充电模式下停留时间超过总充电周期时间的 1/8，则会触发系统故障。

其他功能

充电终止且 LT3650 不处于主动充电状态时，芯片会自动进入低电流待机模式，此时电源偏置电流降至 <100uA。若电池电压从满充电浮动电压下降 2.5%，LT3650 会自动启动新的充电周期。此外，当故障电池被移除并更换为新电池后，芯片也会自动重启充电周期。

LT3650 还具备电池温度监测电路，在充电周期内使用热敏电阻监测电池温度，若电池温度超出 0°C 至 50°C 的安全充电范围，会暂停充电并发出故障信号。芯片包含两个数字开集电极输出，可提供充电器状态并发出故障信号，这些二进制编码引脚可指示电池充电、待机或关机模式、电池温度故障和坏电池故障。

快速启动步骤

演示电路 1473A 易于设置，可用于评估 LT3650EDD - 8.4/8.2 的性能。具体步骤如下：

1. 跳线和电源设置：
   • JP1 = 1
   • PS1 = OFF
   • JP2 = 1
   • PS2 = OFF
   • JP3 = C / 10
2. 打开 PS2 并缓慢将电压增加到 5.4V，同时监测流入 BAT 引脚的电流。若电流小于 5mA，打开 PS1，将 PS1 的电压增加到 5V，同时监测输入电流。若电流小于 5mA，将 PS1 增加到 12V。
3. 验证电池充电电流 IBAT 在 250mA 至 350mA 之间，CHRG LED 应亮起，FAULT LED 应熄灭。
4. 增加 PS2 直到 VBAT 为 7.2V，验证输入电流 IIN 在 1.3A 至 1.7A 之间，电池电流 IBAT 在 1.775A 至 2.225A 之间，且 CHRG LED 亮起。
5. 增加 PS2 直到 VBAT 为 8.5V，验证电池充电电流 IBAT 小于 5mA，且 CHRG LED 熄灭。
6. 降低 PS2 直到 VBAT 为 7.8V，验证电池电流 IBAT 在 1.775A 至 2.225A 之间，且 CHRG LED 亮起。
7. 降低 PS2 直到 VBAT 为 7.2V，将一个 10K 电阻从 RNG/SS 引脚连接到地。验证充电电流 IBAT 在 850mA 至 1.1A 之间，NTC 端子上的电压 VNTC 在 450mV 至 550mV 之间，RNG/SS 端子上的电压 VRNG 在 1.8V 至 1.9V 之间。然后从 RNG/SS 引脚移除 10K 电阻。
8. 将 JP1 设置为 0，验证充电电流 IBAT 小于 5mA，FAULT LED 和 CHRG LED 均熄灭。
9. 将 JP1 设置为 1，将一个跳线从 NTC 引脚连接到地。验证充电电流 IBAT 小于 5mA，FAULT LED 和 CHRG LED 均亮起。
10. 移除从 NTC 到地的跳线，验证充电电流 IBAT 在 1.775A 至 2.225A 之间，FAULT LED 熄灭，CHRG LED 亮起。
11. 打开 LOAD1 并设置为 1A，验证系统负载端子上的电压 Vsystem 约等于 Vin。
12. 关闭 PS1、PS2 和 LOAD1。

电路组件清单

必需电路组件

序号	数量	参考编号	部件描述	制造商及部件编号
1	1	C1	电容，X7R，1uF，50V，10%，0805	MURATA，GRM21BR71H105KA12B
2	3	C3、C6、C13	电容，X7R，4.7uF，50V，10%，1210	MURATA，GRM32ER71H475KA091B
3	1	C4	电容，X7R，10uF，10V，10%，0805	MURATA，GRM21BR71A106KE51L
4	2	C5、C8	电容，芯片，X5R，0.1uF，10%，10V，0402	AVX，0402ZD104KAT2A
5	1	C7	电容，X5R，0.68uF，10V，10%，0402	MURATA，GRM155R61A684KE15D
6	1	C9	电容，X5R，100uF，6.3V，20%，1210	TAIYO YUDEN，LMK325BJ107MM - T
7	2	D1、D5	SMD，肖特基势垒整流器	CENTRAL SEMI，CMSH3 - 40MA
8	1	D2	SMD，肖特基二极管，SOT - 23	CENTRAL SEMI，CMPSH1 - 4
9	1	L1	功率电感器，10uH，20%，3.0A，105mΩ，2525	VISHAY，IHLP2525CZER100M01
10	2	R4、R8	电阻，芯片，0.05 欧姆，1/2W，1%，1206	IRC，LRC - LR1206 - 01 - R050 - F
11	1		电阻，芯片，100K，1/16W，1%，0402	VISHAY，CRCW0402100KFKED
12	1	R7	电阻，芯片，1M，1/16W，1%，0402	VISHAY，CRCW04021M00FKED
13	1	U1 (Option A) U1 (Option B)	2A 单芯片 2 节锂离子电池充电器	LINEAR TECH.，LT3650EDD - 8.4 LINEAR TECH.，LT3650EDD - 8.2

额外演示板电路组件

序号	数量	参考编号	部件描述	制造商及部件编号
1	1	C2	电容，SMT，22uF，50V 20%	SANYO，50CE22BS
2	2	C10、C11	电容，芯片，X7R，0.022uF，±10%，16V，0402	AVX，0402YC223KAT2A
3	1		LED，红色	PANASONIC，LNJ208R8ARA
4	1	D4	LED，绿色	LITE - ON，LTST - C190KGKT
5	1	R1	电阻，芯片，0，1/16W，0805	VISHAY，CRCW08050000Z0EA
6	2	R2、R3	电阻，芯片，5.1K，1/4W，5%，1206	VISHAY，CRCW12065K10JNED

可选演示板电路组件

序号	数量	参考编号	部件描述	制造商及部件编号
1	0	C12 - OPT	电容，芯片，X7R，0.01μF，10%，50V，0603	AVX，06035C103KAT2A
2	0			HIROSE ELECTRIC，DF3A - 3P - 2DSA
3	0	R6 - OPT	电阻，芯片，0402
4	8	E1 - E8	测试点，炮塔，.095"	MILL - MAX，2501 - 2 - 00 - 80 - 00 - 00 - 07 - 0
5	3	JP1、JP2、JP3	2mm 单排引脚，3 针	SAMTEC，TMM - 103 - 02 - L - S
6		JP1、JP2、JP3	分流器	SAMTEC，2SN - BK - G
7	4		支撑，尼龙 0.375" 高（卡扣式）	KEYSTONE，8832（卡扣式）

在实际设计中，大家可以根据这些信息来选择合适的组件，构建出性能优良的锂离子电池充电电路。在操作过程中，你是否遇到过类似充电器设置和调试的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。