904A-A & B 双输入 USB/AC 适配器锂离子电池充电器快速上手

在电子设备中，电池充电管理至关重要。今天我们来深入了解一下演示电路 904A - A 和 904A - B 双输入 USB/AC 适配器锂离子电池充电器，它采用了 LTC4076/LTC4077 芯片，具备诸多实用特性。

文件下载：DC904A-A.pdf

一、充电器概述

1. 基本功能

演示电路 904A - A 和 904A - B 是为单节锂离子电池设计的独立恒流、恒压充电器。输入电源既可以来自 USB 端口（提供 100mA 或 500mA 充电电流），也可以来自交流适配器（提供 800mA 充电电流），并且能自动切换到合适的电源。采用最小电流法进行充电终止。

2. 芯片特性

LTC4076EDD 或 LTC4077EDD 芯片内部集成了 P 沟道功率 MOSFET，并具有独特的热反馈环路。在高温环境和/或高功耗条件下，该环路会降低输出电流，保证充电器在正常条件下提供较高充电电流，同时在异常条件（如高温、高输入电压或低电池电压）下也能安全充电。

二、关键规格参数

参数	详情
适配器输入电压范围 DCIN	4.5 至 8V（上限受 PCB 板功率耗散限制）
适配器输入欠压锁定	典型值 4.15V
USB 输入电压范围 USBIN	4.35 至 5V
USB 输入欠压锁定	典型值 3.95V
输出浮动电压 VBAT（恒压模式）	4.200V ±0.6%
充电电流 IBAT（CC 模式，适配器输入电源）	800mA ± 5%
涓流充电电流 IBAT（适配器输入电源，VBAT = 2.5V）	80mA ± 25%
充电电流 IBAT（CC 模式，USB 输入电源，JP1 处于 500mA 位置）	500mA ± 25%
充电电流 IBAT（CC 模式，USB 输入电源，JP1 处于 100mA 位置）	100mA ± 5%
涓流充电电流 IBAT（USB 输入电源，JP1 处于 100mA 或 500mA 位置，VBAT = 2.5V）	50mA ± 25%
IDC 电流监测输出	满电流时 1V ±5%
IUSB 电流监测输出	满电流时 1V ±5%
最小充电电流终止	DC904A - A（LTC4076）为 50mA ±5%；DC904A - B（LTC4077）为 80mA ±5%

三、充电器操作

1. 充电源选择

充电器能够检测输入电源并自动选择合适的电源为单节 4.2V 锂离子电池充电，同时具备充电终止功能。提供了用于监测或重新编程来自任一输入源充电电流的端子。重新编程充电或终止电流可通过更换表面贴装电阻或使用从相应端子到地的引线电阻来实现。

2. 跳线设置

跳线 JP1（USB 电流）用于在 USB 供电时选择高或低充电电流，跳线 JP2（充电器）用于关闭充电器。

3. 两种版本差异

• DC904A - A（LTC4076）：具有可编程的最小充电电流终止阈值（ITERM 引脚），且 USB 低功率电流设置固定为高功率的 20%。
• DC904A - B（LTC4077）：最小充电电流终止阈值固定为 C/10，用 IUSBL 引脚代替 ITERM 引脚，使 USB 低功率电流可编程。

四、快速启动步骤

1. 准备工作

可以使用实际的锂离子电池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，将一个 2.5 欧姆、10 瓦的功率电阻连接到一个 5V、2A 可调输出电压的台式电源输出端即可。

2. 连接与测试

将跳线 JP1 置于上位，JP2 置于下位。将适配器输入电源、USB 输入电源和电池模拟器电源都调至 0V，然后按图示连接。在 BAT 端子和电池模拟器正极端子之间放置一个电流表或 100mΩ 电流检测电阻来测量充电电流，用一个 4 位半数字万用表连接到 LI - ION + 和 GND 端子测量电池电压。

3. 充电过程测试

• 先将电池模拟器电源电压升至 2.5V，适配器输入电源升至 5V。当适配器电源电压达到约 4.1V（欠压锁定阈值）时，CHRG 和 PWR LED 会亮起，80mA 的预充电涓流开始流入电池模拟器。
• 缓慢升高电池模拟器电源电压，当电池电压达到约 3V 时，充电电流会突然增加到由 R6 编程的 800mA 恒定电流。继续升高电池模拟器电源电压至约 4V，模拟锂离子电池接受充电过程，观察 IDC 端子电压（1V 表示编程电流的 100%）。
• 将 USB 输入电源升至 5V，断开适配器输入电源，此时 USB 充电电流降至约 475mA（由 R5 编程）。IDC 端子电压降至 0，IUSB 端子电压变为 1V，表示编程 USB 电流的 100%。将跳线 JP1 从 500mA 位置移至 100mA 位置，充电电流降至 100mA。对于 DC904A - A（LTC4076），IUSB 端子电压约为 200mV，表示 500mA USB 充电电流的 20%；对于 DC904A - B（LTC4077），IUSB 端子电压为 0V，IUSBL 端子电压约为 200mV，表示 500mA USB 充电电流的 20%（仅当跳线 JP1 处于 100mA 位置时）。
• 重新连接适配器输入电源，充电电流将增加到编程的 800mA。继续缓慢升高电池模拟器电源电压，当电池模拟器接近 4.200V 浮动电压时，充电电流开始下降，充电器进入恒压充电阶段。当充电电流降至约 200mA 时，可以在演示板的锂离子电池端子测量浮动电压。在恒压充电阶段，模拟器电源电压的小变化会导致充电电流的较大变化。

  4. 充电终止

• 对于 DC904A - A（LTC4076），当充电电流降至 ITERM 阈值 50mA（由 R7 设置）以下时，充电电流降至 0，CHRG LED 熄灭，充电周期结束。
• 对于 DC904A - B（LTC4077），当充电电流降至编程充电电流的 10%（即 80mA）以下时，充电周期结束。
• 对于两块板，如果电池电压下降约 100mV，将开始重新充电周期。也可以通过将跳线 JP2（充电器）移至上位关闭充电器。

五、其他注意事项

1. 锯齿波波形

当断开电池或电池模拟器与充电器的连接时，充电器输出会出现几百 mV 峰 - 峰值的锯齿波波形。这是由于输出电容和充电器输出电压在重新充电阈值电压和浮动电压之间循环导致的，波形频率取决于输出电容的大小。CHRG LED 会亮起，但以较快的速率闪烁。

2. 电阻作用

PCB 板上在适配器和 USB 输入的输入旁路电容串联了 1Ω 电阻，该电阻可减少在快速施加输入电压时陶瓷旁路电容产生的振铃。没有这些电阻，振铃产生的电压瞬变可能会超过 IC 的绝对最大电压额定值，导致 IC 损坏。

3. LED 供电

PWR LED 由电池供电，长时间使用可能会使电池放电，不过自动充电功能会使电池保持充满状态。如果需要，也可以让 LED 由输入电源供电。

大家在实际设计和使用这款充电器时，不妨多参考上述内容，同时也可以查阅 LTC4076 和 LTC4077 数据手册获取更多信息。你在使用类似充电器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。