功能豐富的電池充電器，可管理電池充電和總線電壓調(diào)節(jié)

到目前為止，便攜式設(shè)備的電源管理需要混合使用主要組件來實(shí)現(xiàn)電池充電和系統(tǒng)電源電壓生成的基本功能。典型的解決方案至少需要兩個主要器件（和相關(guān)外部元件）：一個充電器IC用于為電池充電，另一個IC用于從不斷變化的電池電壓提供穩(wěn)定的系統(tǒng)總線電壓。LTC?1980 是一款單器件解決方案，用于管理電池充電和穩(wěn)壓系統(tǒng)總線電壓的產(chǎn)生。

強(qiáng)大的功能

簡單來說，LTC1980 控制 AC 適配器、電池和系統(tǒng)總線之間的功率流。LTC1980 的基本電路是一款同步反激式轉(zhuǎn)換器。在這種配置中，電源可以流過轉(zhuǎn)換器，這一事實(shí)被用來對電池進(jìn)行充電或放電，具體取決于系統(tǒng)的功率需求。

LTC?1980 的電池充電器部分是一款具有定時器端接功能的全功能、恒定電流、恒定電壓、鋰離子電池充電器。LTC1980 可針對 1 節(jié)或 2 節(jié)電池以及 4.1V 或 4.2V 化學(xué)組成進(jìn)行設(shè)置。該開關(guān)模式充電器可在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)保持高效率。反激式拓?fù)湓试S任何輸入電壓產(chǎn)生任何輸出電壓，這與降壓或升壓拓?fù)涑潆娖鞑煌笳咭筝斎腚妷菏冀K高于或始終低于電池電壓。

充電（存在交流電源）

如果 AC 適配器存在并具有足夠的電壓，則 LTC1980 進(jìn)入充電模式。在充電模式下，電源從適配器流向系統(tǒng)總線和電池。充電器采用適用于鋰離子電池的恒流恒壓算法。深度放電的電池以低電流進(jìn)行涓流充電，直到電池電壓超過涓流充電閾值，此時開始全電流充電。充電器的開關(guān)模式操作通常將效率保持在 80% 以上，與線性充電器相比，產(chǎn)生的熱量更少。適配器電源也通過線性穩(wěn)壓器直接流向系統(tǒng)總線。線性轉(zhuǎn)換器的效率只是系統(tǒng)總線電壓與適配器電壓的比值，因此如果適配器電壓接近所需的系統(tǒng)總線電壓，損耗將降至最低。

圖1.單節(jié)鋰離子電池的典型應(yīng)用。

放電（電池模式）

當(dāng)適配器輸入下降時，LTC1980 將切換至穩(wěn)壓器模式，以致無法再滿足系統(tǒng)總線電壓要求。在此模式下，LTC1980 不再用作電池充電器。相反，它充當(dāng)電池充電器。功率從電池“向后”流向線性穩(wěn)壓器。反激式（輸入到線性穩(wěn)壓器）的輸出電壓應(yīng)盡可能低，以最大限度地提高效率和電池運(yùn)行時間。電池到系統(tǒng)總線電壓轉(zhuǎn)換的效率可高達(dá)88%。

線性穩(wěn)壓器

一個低壓差穩(wěn)壓器使用一個外部 P-FET 作為調(diào)整元件來調(diào)節(jié)系統(tǒng)總線電壓。線性穩(wěn)壓器從交流適配器的輸出端獲取電源。當(dāng)AC適配器電壓接近系統(tǒng)總線電壓時，線性穩(wěn)壓器中的功耗最低。當(dāng)系統(tǒng)處于電池放電模式時，線性穩(wěn)壓器的電壓輸入是同步反激式轉(zhuǎn)換器的輸出。該電壓應(yīng)設(shè)置為僅比所需輸出電壓高出百分之一或兩（允許調(diào)整元件中的IR壓降）。這可以防止柵極驅(qū)動與傳輸元件飽和，并有助于瞬態(tài)恢復(fù)。

圖1顯示了為單個4.1V鋰離子電池充電的典型應(yīng)用電路。適配器電壓可在 4V 至 9V 范圍內(nèi)變化，這證明了反激式拓?fù)涞囊粋€關(guān)鍵優(yōu)勢。圖 2 和圖 3 顯示了從電池充電（存在適配器）到穩(wěn)壓器模式（電池放電）過渡期間的電池電流和適配器電壓。線性穩(wěn)壓器上的負(fù)載為200mA，由電池或適配器支持。當(dāng)適配器存在時，電池以約650mA充電。卸下墻上適配器后，電池將放電，因為功率回流通過同步反激式轉(zhuǎn)換器，以支持線性穩(wěn)壓器上的200mA負(fù)載。

圖2.適配器電壓和電池電流（適配器移除）。

圖3.適配器電壓和電池電流（適配器插入）。

結(jié)論

LTC1980 負(fù)責(zé)管理電池充電和系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)，這通常是兩個獨(dú)立器件及其相應(yīng)外部電路的工作。這一特性與 LTC1980 的設(shè)計還允許電池電壓高于或低于適配器電壓這一事實(shí)相結(jié)合，大大簡化了將電池和適配器集成到便攜式設(shè)備中的任務(wù)。

審核編輯：郭婷