技術(shù)秘技：為何大容量磷酸鐵鋰電池需要大功率充電器？

　　圖 2：LTC4156 VOUT 效率隨負載電流變化的曲線(xiàn)

　　EFFICIENCY：效率

　　Switching Regulator Efficiency：開(kāi)關(guān)穩壓器效率

　　LOAD CURRENT：負載電流　　對電池而言更安全

　　在對電池快速充電時(shí)，監視電池的安全性是很重要的。當電池溫度降至低于 0°C 或升至高于 60°C 時(shí) （如一個(gè)外部負溫度系數的 NTC 熱敏電阻所測得的那樣） ，LTC4156 會(huì )自動(dòng)停止充電。除了這一自主性功能，LTC4156 還提供一個(gè)擴展標度的 7 位模數轉換器 （ADC） ，以憑借約 1°C 的分辨率監視電池溫度 （參見(jiàn)圖 3） 。這個(gè) ADC 與 4 個(gè)可用的浮置電壓設置和 15 個(gè)電池充電電流設置相結合，可用來(lái)建立基于電池溫度的定制充電算法。

　　圖 3：7 位熱敏電阻 ADC 顯示預置的 LTC4156 溫度跳變點(diǎn)

　　Temperature：溫度

　　ADC Code：ADC 代碼

　　可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的兩線(xiàn) I2C 接口讀取 NTC ADC 的結果，從而能對充電電流和電壓設置進(jìn)行調整。該通信總線(xiàn)允許 LTC4156 指示額外的狀態(tài)信息，例如輸入電源狀態(tài)、充電器狀態(tài)和故障狀態(tài)。由于支持 USB On-The-Go，所以無(wú)需任何附加組件，就能反過(guò)來(lái)向 USB 端口提供一個(gè) 5V 電源。

　　對平板電腦或工業(yè)條碼掃描器等很多便攜式應用來(lái)說(shuō)，管理兩個(gè)輸入 （例如 USB 和交流適配器）足夠了。不過(guò)，便攜式設備設計師一直在不斷尋求用任何可用電源給電池充電的方式。LTC4156 的雙輸入、優(yōu)先級多工器根據用戶(hù)定義的優(yōu)先級 （缺省優(yōu)先級為適配器輸入） ，自主地選擇最合適的輸入 （交流適配器或 USB）。過(guò)壓保護 （OVP） 電路同時(shí)保護兩個(gè)輸入，以免受到意外加上的高壓或反向電壓引起的損壞。LTC4156 的理想二極管控制器保證，即使輸入功率不充足或不存在，也總是可以向 VOUT 提供充足的功率。為了在設備連接到一個(gè)處于暫停模式的 USB 端口時(shí)，最大限度地減少電池泄漏，在 VBUS 和 VOUT 之間放置了一個(gè) LDO， 以向應用提供可允許的 USB 暫停電流。為了消除制造和銷(xiāo)售階段的電池泄漏，“裝運及貯存”特性將已經(jīng)很低的電池備用電流進(jìn)一步降至幾乎為零。

　　最后，LTC4156 與 LTC4155 鋰離子版本是引腳和組件完全兼容的，從而無(wú)需重新大面積安排電路板，就可以靈活方便地在最后一分鐘更換不同化學(xué)組成的電池。

　　結論

　　對于新式便攜式工業(yè)和醫療設備來(lái)說(shuō)，設計師的工作極具挑戰性，尤其是涉及功率時(shí)。企業(yè)要求的功能越來(lái)越需要更大的功率，結果就是更大的電池。同時(shí)，人們需要便利性，希望可用任何電源給這些電池充電。由于固有的安全性、低浮置電壓、更長(cháng)的周期壽命、較低的自放電速率和相對輕的重量，磷酸鐵鋰電池正在成為主流選擇。但是像任何可再充電電池一樣，磷酸鐵鋰電池必須小心對待。盡管便攜式設備電源領(lǐng)域的這些趨勢成為了設計挑戰，但是 LTC4156 使事情容易多了。在低壓系統中，LTC4156 高效率地提供了高達 3.5A 的充電電流，同時(shí)提供了高性能和安全功能。