基于USB接口的锂离子电池充电电路设计方案
长的充电时间。另外一个缺点是没有充电定时功能,充电的结束与否不能进行人为控制。图5是另一个实用USB接口充电电路,使用LTC4053作为设计核心,既保持了方案二的优点又解决了上述不足。
LTC4053是凌特(Linear)公司推出的一款可以从一个USB接口直接供电的锂离子电池用独立型定时终止恒流/恒压线性充电器IC,为10 脚MSOP封装。可以直接由USB接口对单节锂电池进行充电,也可以允许使用墙壁AC适配器的DC电源作为供电电源。所需的输入电压范围是 4.25V~6.5V.包括一个片内功率MOSFET管。这个芯片的最大特点是允许设计者自行设定充电电流和充电时间,充电终止电压则已预设为4.2V.
在图5中,充电电流是由LTC4053的PROG(7)引脚上的电阻R来设定的,其计算公式为:R=1500V/ICHG,例如要设定的充电电流为 500mA,则R=1500V/015A=3kΩ。充电电流最大可设为1125A.图6为充电电流与电池电压的关系曲线图。
LTC4053的TIMER(4)引脚上的电容C用于设定充电时间,计算公式为:T(小时)=C(uF)?3/011uF.当C=011uF时,充电时间为3小时。
这个电路具有类似方案二预充电模式的涓流充电模式,并特有故障电池检测功能:当电池电压低于2.48V时,以全标度电流的10%涓流充电;如果这种状态持续的时间超过总充电时间的四分之一,则认为电池已损坏而停止充电循环。
LTC4053本身具有完善的温度检测和补偿、调整功能,可以允许用户安全地以较大电流充电从而大大减少充电时间,图7为充电电流与环境温度的关系曲线图。同样,当LTC4053无电压输入时,电路能自动截止,反向漏电流小于5uA,无需外加二极管来防止电池漏电,避免了电池的损耗。
3 结语
毫无疑问,在这三个方案中,第三个方案的功能是最完善,其设计应用的灵活性也最大的,但芯片的引脚较多,器件成本可能也比别的方案要高些。在实际中,我们可以根据用途、成本等实际情况来选择不同的方案以满足不同的要求。随着集成电路技术的发展、新器件的不断推出,我们相信会有更多更好的USB充电方案出现。
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