531锂离子电池充电器演示电路快速上手

在电子设备的设计中，电池充电器是至关重要的一部分。今天就来详细介绍一下演示电路531锂离子电池充电器LTC4052，帮助大家快速上手。

文件下载：DC531A-A.pdf

电路概述

演示电路531是一个完整的脉冲电池充电器，专为单节锂离子电池充电而设计。它采用了LTC4052锂离子脉冲充电器，内置MOSFET，最大充电电流可达1A。下面是它的一些主要特性：

• 预设浮充电压：4.2V ±1%。
• 恒流设置：由墙式适配器电流限制决定。
• 过流保护：保障充电安全。
• 充电终止定时器：默认3小时，可通过改变电容调整时间。例如，用电池模拟器评估时，可将时间缩短至30秒左右。
• 涓流充电：针对深度放电的电池。
• 自动再充电：当电池电压低于4.05V时自动启动。
• 低电池漏电电流：移除输入电源时，漏电电流极小。
• 指示灯：具备输入电源正常指示灯（ACPR）和C/10充电指示灯（CHRG）。
• 小尺寸设计：采用表面贴装元件，电路板占用空间约0.15平方英寸，高度仅0.054英寸（1.4mm）。

电路的性能参数总结如下：	参数	值
输入电压范围	4.5V - 10V
输出电压 (V_{BAT})	4.2V ±1%
输出电流 (I_{BAT})（恒流模式）	最大1A（由输入电源电流限制决定）
输出电流 (I_{BAT})（涓流模式）	24mA ±40%
C/10 CHRG LED阈值水平	10%占空比
涓流充电阈值电压	2.45V
移除 (V_{IN}) 时的电池漏电电流	1µA

快速启动步骤

准备工作

在连接输入电源到演示板之前，将电源电流限制调整为1A，输出电压调至0V，然后将电源连接到演示板的 (V{IN}) 和GND引脚。同时，将电池模拟器设置为0V，连接到BAT和GND引脚。接着，按照设置图连接数字电压表，测量输入电压 (V{IN})、充电器电压（(V{BAT})）和充电电流（(I{BAT})）。

充电过程

1. 涓流充电模式：开始将输入电压增加到6V，保持电池模拟器电源为0V。当电压约为2V时，两个LED（CHRG和ACPR）应亮起，充电电流约为24mA，这就是深度放电电池的涓流充电模式。
2. 恒流模式：从0V开始，缓慢增加电池模拟器电源（(V{BAT})），观察数字电压表上充电器的输出电压。当充电器输出电压超过约2.5V时，充电器将突然进入充电周期的恒流阶段，充电电流（(I{BAT})）会急剧增加到输入电源的电流限制值。
3. 脉冲充电及结束：继续缓慢增加电池模拟器电源，直到充电电流开始脉冲。脉冲停止约3秒后，CHRG LED熄灭并保持关闭。当使用实际电池时，电池电压上升比电池模拟器慢得多，脉冲占空比会逐渐减小。当占空比降至10%时，CHRG LED熄灭，但仍有40µA电流流过LED。当定时器结束（0.1µF定时电容对应3小时），充电周期结束，CHRG引脚变为高阻抗。连接新电池或循环输入电源会开启CHRG LED，开始新的充电周期。如果电池电压降至4.05V以下，也会开始新的充电周期，但CHRG LED不会亮起。
4. 再充电阈值：定时器超时后，缓慢降低电池模拟器电源。当电压约为4.05V时，充电电流恢复，开始新的充电周期，这就是再充电阈值电压。
5. 电池漏电电流验证：移除输入电源电压，原本测量充电电流的电流表现在测量电池漏电电流，典型值小于1µA。
6. 过流保护验证：将电池模拟器电源调整到约3.5V，将输入电源的电流限制增加到约2.5A。当充电电流达到约1.9A的过流阈值时，充电电流会立即停止，等待640ms后再次上升，产生约1.6Hz的短电流脉冲，这些脉冲的平均电流约为过流水平1.9A的1%。

注意事项

虽然使用电池模拟器评估充电器更方便快捷，但也可以使用可充电锂离子电池进行评估。不过要注意，使用实际电池时，应尽量减小充电器与电池之间的直流电阻，因为这会影响恒压模式下的充电电流。

总之，演示电路531锂离子电池充电器LTC4052具有多种实用特性和保护功能，通过上述快速启动步骤，工程师们可以方便地对其性能进行评估。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。