如今，人們期望電池充電器能夠容易地支持多種化學(xué)組成并接受眾多的電壓輸入，包括廣泛的太陽能電池板。輸入電壓范圍覆蓋到輸出電池電壓以上和以下的情況越來越常見，因而需要其兼具降壓和升壓能力(降壓-升壓拓?fù)?。

如今，人們期望電池充電器能夠容易地支持多種化學(xué)組成并接受眾多的電壓輸入，包括廣泛的太陽能電池板。輸入電壓范圍覆蓋到輸出電池電壓以上和以下的情況越來越常見，因而需要其兼具降壓和升壓能力(降壓-升壓拓?fù)?。LTC4020降壓-升壓型電源管理器和多化學(xué)組成電池充電控制器能接受4.5V至55V的寬范圍輸入，并產(chǎn)生高達(dá)55V的輸出電壓。其降壓-升壓型DC/DC控制器可向電池和系統(tǒng)提供高于、低于或等于器件輸入的電壓。

充電器可容易地針對(duì)多種電池化學(xué)組成進(jìn)行優(yōu)化。例如：其可遵循一種恒定電流/恒定電壓(CV/CC)充電算法，采用C/10或定時(shí)終止(針對(duì)基于鎳的電池系統(tǒng))；一種采用定時(shí)終止的恒定電流(CC)特性；或者一種優(yōu)化的4步、3級(jí)鉛酸電池充電模式。

用于25.2V電池浮動(dòng)電壓的6.3A充電器

圖1示出了一個(gè)15V至55V輸入、25.2V/6.3A降壓-升壓電池充電器，其具有一個(gè)高效率四開關(guān)(M2~M5)同步降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，僅需一個(gè)電感器(L1)。專有的平均電流模式架構(gòu)采用兩個(gè)檢測(cè)電阻器(RCBRT1和RCBRB1)來監(jiān)視電感器電流。在該降壓-升壓型解決方案中，當(dāng)VIN高于VOUT時(shí)，轉(zhuǎn)換器在降壓模式工作；當(dāng)VIN低于VOUT時(shí)，轉(zhuǎn)換器則工作在升壓模式。當(dāng)VIN接近VOUT時(shí)，轉(zhuǎn)換器工作于四開關(guān)降壓-升壓模式。

Imageremoved.圖1：15V至55V輸入、25.2V/6.3A降壓-升壓型電池充電器

圖2：針對(duì)圖1轉(zhuǎn)換器的效率與負(fù)載電流IOUT之關(guān)系曲線(VOUT=25.2V)

轉(zhuǎn)換器以一個(gè)可編程的恒定開關(guān)頻率運(yùn)作，該頻率處于50kHz至500kHz的范圍內(nèi)，采用一個(gè)電阻來設(shè)定(R13=100k，250kHz)。圖1示出的這款解決方案能夠?yàn)橄到y(tǒng)負(fù)載提供高達(dá)8A(VOUT=25.2V)。如圖2所示，滿負(fù)載效率(IOUT=8A，VIN=24V)可達(dá)98%以上。

LTC4020采用一個(gè)從BAT引腳引出的外部反饋電阻分壓器以通過VFB引腳來設(shè)置電池電壓。PowerPath(電源通路)FET(M1)在正常電池充電期間處于導(dǎo)通狀態(tài)，可能的情況下會(huì)在電池與降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器輸出之間形成一種低阻抗連接。電池充電電流通過一個(gè)檢測(cè)電阻(RCBAT1)來監(jiān)視。最大平均電池充電電流可容易地通過選擇RCBAT1的阻值來設(shè)置。動(dòng)態(tài)電流限值調(diào)整可以通過RNG/SS引腳實(shí)現(xiàn)。

利用PowerPathFET實(shí)現(xiàn)即時(shí)接通和理想二極管功能

對(duì)于一個(gè)嚴(yán)重放電的電池，LTC4020能夠自動(dòng)地將PowerPathFET(圖1中的M1)配置為一個(gè)線性穩(wěn)壓器，從而允許降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器輸出升至高于電池電壓，同時(shí)仍然向電池提供充電電流。該功能被稱為PowerPath即時(shí)接通，此時(shí)PowerPathFET充當(dāng)一個(gè)高阻抗電流源，負(fù)責(zé)為電池提供充電電流。

當(dāng)電池充電器不處于充電周期時(shí)(即是降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器專為系統(tǒng)負(fù)載而運(yùn)作)，LTC4020自動(dòng)地把PowerPathFET配置為一個(gè)理想二極管。這允許電池在正常操作期間與轉(zhuǎn)換器輸出保持?jǐn)嘟?。然而，假如系統(tǒng)負(fù)載電流超過了降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器的供電能力，則可通過該理想二極管有效地從電池抽取額外的功率。

其他特點(diǎn)

LTC4020支持基于定時(shí)器的充電算法，一個(gè)連接在TIMER引腳和地之間的電容器負(fù)責(zé)設(shè)置充電周期的完結(jié)。

LTC4020具有電池溫度監(jiān)視和控制功能。通過把一個(gè)NTC(負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻連接至NTC引腳，并將該熱敏電阻布設(shè)在電池組(或其他需要的監(jiān)視位置)之附近，如果NTC引腳電壓超出范圍(高于1.35V或低于0.3V)，則LTC4020將觸發(fā)一個(gè)NTC故障并停止電池充電。

LTC4020具有兩個(gè)集電極開路輸出(STAT1和STAT2)，用以報(bào)告充電器狀態(tài)和故障狀況，這兩個(gè)引腳進(jìn)行了二進(jìn)制編碼。

結(jié)論

LTC4020是一款通用的高電壓、高效率降壓-升壓型電源管理器和多化學(xué)組成電池充電器，支持輸入電壓高于、低于或等于輸出向電池或系統(tǒng)供電。其扁平的(僅高0.75mm)耐熱性能增強(qiáng)型38引腳5mmx7mmQFN封裝適合于便攜式工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備、太陽能供電型系統(tǒng)、特種通信設(shè)備、以及12V至24V嵌入式汽車系統(tǒng)。

（來源：亞德諾半導(dǎo)體）