開關模式電池充電器因yin為wei拓tuo撲pu具ju有you靈ling活huo性xing
，可ke以yi給gei多duo種zhong化hua學xue組zu成cheng的de電dian池chi充chong電dian，提ti供gong很hen高gao的de充chong電dian效xiao率lv以yi最zui大da限xian度du減jian少shao熱re量liang並bing實shi現xian快kuai速su充chong電dian，還hai可ke提ti供gong範fan圍wei很hen寬kuan的de工gong作zuo電dian壓ya，所suo以yi可ke在zai很hen多duo應ying用yong中zhong。然ran而er，開kai關guan充chong電dian器qi也ye有you一yi些xie缺que點dian
，包bao括kuo成cheng本ben相xiang對dui較jiao高gao、基於電感器的設計比較複雜

、可能產生噪聲以及解決方案占板麵積比較大。另一方麵，傳統線性拓撲電池充電器常常因占板麵積緊湊、簡單和成本較低而受到重視。

傳統線性充電器的缺點包括：輸入和電池電壓範圍有限；電流消耗相對較大
；功耗過高
；充電終止算法有限
；效率相對較低(效率約為[VOUT/VIN] x100%)。由於上述優點，過去一直用開關模式充電器給新式鉛酸(LA)電池、無線電源
、能量收集、太陽能充電、遠程傳感器以及嵌入式汽車應用供電。不過，現在有機會出現一種超低電流消耗、高壓線性電池充電器，這並沒有一般線性充電器有關的缺點。

尖端應用需要更有效的線性充電器

能夠從創新性、高壓和超低靜態電流線性充電器受益的一些尖端應用領域包括：

●低充電電流的密封鉛酸(SLA)電池應用。SLA電池的寬溫度範圍對很多遠程傳感器/控(kong)製(zhi)應(ying)用(yong)都(dou)是(shi)有(you)益(yi)的(de)。這(zhe)類(lei)遠(yuan)程(cheng)應(ying)用(yong)功(gong)率(lv)通(tong)常(chang)非(fei)常(chang)低(di)，不(bu)需(xu)要(yao)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)低(di)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)，這(zhe)類(lei)應(ying)用(yong)僅(jin)需(xu)要(yao)保(bao)持(chi)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)完(wan)成(cheng)。

●就無線電源而言
，充電是在非常低的功率水平上進行的，典型情況下低於100mW。

●在具備任何微型功率電源的能量收集應用中，低靜態電流都是必須的

，以避免與下遊負載爭奪電流。

●太陽能充電從太陽能電池板和電池獲得電壓
，電壓變化範圍很寬。就低功率應用而言，線性充電器能夠很好地工作。

●用yong於yu監jian視shi或huo控kong製zhi的de遠yuan程cheng傳chuan感gan器qi一yi般ban用yong於yu低di功gong率lv工gong業ye應ying用yong，其qi電dian池chi主zhu要yao用yong於yu備bei份fen。因yin此ci
，充chong電dian時shi間jian不bu重zhong要yao，視shi具ju體ti應ying用yong的de不bu同tong而er不bu同tong，輸shu入ru/電池電壓的變化範圍很寬。在這類應用中

，低IQ線性充電器很適合。

●嵌入式汽車應用的輸入電壓 >30V，有些甚至更高。例如，起防盜威懾作用的GPS定位係統。線性充電器的典型電壓為 12V 至兩節串聯鋰離子電池電壓 (典型值為7.4V)，對更高電壓具備增強保護功能，因此對這類應用而言是很有用的。

新的線性充電器解決方案

顯然
，適合上述應用

、能夠解決相關問題的線性拓撲IC充電解決方案需要具備多項以下屬性：

●低靜態電流 ── 從功率不足/間歇性的輸入電源向電池傳送的能量越多，就越能降低功耗。另外，當充電已經終止
、輸入不存在時，低電池IQ也能延長電池壽命

●寬輸入電壓範圍以容納各種電源

●寬電池充電電壓範圍以應對多種電池組

●能夠給多種化學組成的電池充電 (鋰、鉛酸
、鎳電池等)

●簡便自主地工作，具備內置充電終止 (μC)

●適用於太陽能輸入電源的輸入電壓調節

●占板麵積很小且扁平解決方案

●先進的封裝以提高熱性能和空間效率

幸運的是，淩力爾特不久前推出的LTC4079線性電池充電器已經具備了大部份這些屬性。LTC4079是一款60V、恒定電流/恒定電壓250mA電池充電器，適用於多種電池化學組成，靜態電流很低 (充電時僅為4μA)
，其線性拓撲提供簡單的無電感器設計，接受2.7V至 60V的寬輸入電壓範圍。可用電阻編程的1.2V至60V電池充電電壓範圍和嚴格的±0.5%電壓準確度以及內置可調充電終止使LTC4079適合很多電池化學組成，包括鋰離子/聚合物、磷酸鐵鋰 (LiFePO4)、鎳和鉛酸化學組成。可通過一個外部電阻器在10mA至250mA範圍內調節充電電流，與同類充電器不同，該器件以低充電電流保持高準確度。用為數不多的幾個外部組件可以給3級鉛酸電池充電
，同時LTC4079相對低的充電電流使其更加適合給鉛酸電池進行浮置充電。類似地，由於沒有采用鎳電池快速充電終止算法，因此鎳電池僅能夠用LTC4079進行涓流充電。應用包括嵌入式汽車和工業係統、備份電池充電、能量收集應用和基於薄膜電池的產品。

LTC4079的輸入電壓調節功能可將IN引腳調節至一個恒定電壓，或調節為以恒定電壓差高於電池電壓。這些功能可用來防止電流受限電源 (例如電量不足的電池或太陽能電池板) 的輸入電壓急劇下降至低於欠壓閉鎖(UVLO)電壓。在輸入電壓下降至設定門限的過程中，充電電流也隨之下降。這種調節機製允許基於電池要求選擇充電電流，同時使LTC4079能夠照顧到輸入電源不能按設定提供滿充電電流的情況。

新的線性充電器解決方案

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LTC4079的熱量調節功能確保在無過熱風險的前提下，達到規定的最大充電電流。充電可以通過C/10或內置的可調定時器終止。其他功能包括采用 NTC 熱敏電阻溫度合格的充電
，壞電池檢測，在備用狀態用采樣反饋電壓自動再充電以使電池漏電流可以忽略不計，以及開漏CHRG引腳狀態輸出。一旦電池充電完畢，就每隔3秒時間通過反饋網絡對電池電壓采樣一次
，以最大限度減小電池漏電，從而延長電池運行時間。

圖2顯示了LTC4079的典型鋰離子電池充電周期，采用了C/10充電終止。


LTC4079采用扁平(0.75mm) 10引腳3mm x 3mm DFN封裝，提供背麵金屬焊盤以實現卓越的熱性能。該器件保證工作在–40℃至125℃溫度範圍。其主要特色包括：

●寬輸入電壓範圍：2.7V 至 60V

●可調電池電壓：1.2V 至 60V

●可調充電電流：10mA 至 250mA

●充電時靜態電流很低IIN= 4μA

●停機或充電時電池漏電流超低：IBAT< 0.01μA

●自動再充電

●適合高阻抗電源的輸入電壓調節

●熱量調節最大限度地提高輸出電流，同時不會導致過熱問題

●具備±0.5%準確度的恒定電壓反饋

●實現溫度合格充電的NTC熱敏電阻器輸入

●可調安全定時器

●充電狀態指示

●耐熱增強型10引線 (3mm x 3mm) DFN封裝

太陽能充電--輸入電壓調節和壓差調節

基於太陽能電池板的充電應用越來越多地適用於多種化學組成的電池，不過鋰離子/聚合物 /磷酸鐵鋰以及鉛酸電池在這類應用中是最流行的。LTC4079的電壓調節可以毫無問題地應對這些應用情況。當采用電量不足的電池或太陽能電池板等電流受限的電源充電時，該IC可調節IN引腳上的恒定電壓。這個功能可用來防止輸入電壓急劇下降至低於 UVLO，或者用來保持輸入電源電壓處於峰值功率點。在輸入電壓下降至所設定門限的過程中，充電電流隨之下降，該門限由輸入電源至EN引腳和GND之間的外部電阻分壓器設定，如圖3所示。


輸入電壓調節門限VIN(REG)按如下公式計算：

這種調節機製允許基於電池的要求以及根據可從充電電源獲得的最大功率選擇充電電流。當輸入電源不能提供設定充電電流時，LTC4079自動降低充電電流。

為了在輸入電源由功率不足的電源提供時防止輸入電壓急劇下降，LTC4079額外提供了一種方法，即壓差調節 (VIN-VBAT)。如果輸入電壓降至接近電池電壓，那麼LTC4079中的壓差調節環路就會隨著輸入電壓與電池電壓的壓差減小而降低充電電流，以此保持輸入電壓高於電池電壓160mV (典型值)。在上述兩種調節情況下，輸入電源都必須提供至少等於該器件靜態電流的電流，以防止進入UVLO狀態。無論何時，隻要由於輸入電壓調節或壓差調節而導致充電電流降低，充電定時器都暫停。

鎳電池充電

LTC4079的設計還可以給鎳電池充電。對於鎳化學組成的電池[例如鎳鎘(NiCd)和鎳氫金屬(NiMH)電池]，必須考慮過充電的可能性。典型方法是以小電流在很長一段時間內進行涓流充電。既然NiCd和NiMH電池可以無限期地接受C/300充電速率
，那麼就可以用定時充電算法實現持續時間較短的充電。給電池充電至不超過其容量的125%是可取的。例如，可以在設定的12至14小時內以100mA充電電流給一個 1000mAh的NiMH電池充電。一旦電池達到其滿容量，恒定電壓調節就安全地將充電電流逐漸降至接近零。

結語

LTC4079提ti供gong了le線xian性xing電dian池chi充chong電dian器qi以yi前qian不bu曾zeng提ti供gong的de功gong能neng。該gai器qi件jian提ti供gong寬kuan輸shu入ru電dian壓ya和he充chong電dian電dian壓ya範fan圍wei，適shi合he多duo種zhong電dian池chi化hua學xue組zu成cheng和he太tai陽yang能neng充chong電dian
，充chong電dian和he終zhong止zhi時shi提ti供gong超chao低di靜jing態tai電dian流liu

，解jie決jue方fang案an簡jian單dan，占zhan板ban麵mian積ji緊jin湊cou
，所suo有you這zhe些xie都dou使shi該gai器qi件jian能neng夠gou在zai尖jian端duan應ying用yong中zhong實shi現xian高gao性xing能neng
，而er在zai這zhe類lei應ying用yong中zhong，更geng加jia複fu雜za的de開kai關guan穩wen壓ya器qi拓tuo撲pu一yi度du曾zeng是shi惟wei一yi選xuan擇ze。

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