基于USB接口的鋰離子電池充電電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

LTC4053是凌特(Linear)公司推出的一款可以從一個(gè)USB接口直接供電的鋰離子電池用獨(dú)立型定時(shí)終止恒流/恒壓線性充電器IC，為10 腳MSOP封裝?？梢灾苯佑?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/USB接口">USB接口對(duì)單節(jié)鋰電池進(jìn)行充電，也可以允許使用墻壁AC適配器的DC電源作為供電電源。所需的輸入電壓范圍是 4.25V～6.5V。包括一個(gè)片內(nèi)功率MOSFET管。這個(gè)芯片的最大特點(diǎn)是允許設(shè)計(jì)者自行設(shè)定充電電流和充電時(shí)間，充電終止電壓則已預(yù)設(shè)為4.2V。

在圖5中，充電電流是由LTC4053的PROG(7)引腳上的電阻R來(lái)設(shè)定的，其計(jì)算公式為:R=1500V/ICHG，例如要設(shè)定的充電電流為500mA，則R=1500V/015A=3kΩ。充電電流最大可設(shè)為1125A。圖6為充電電流與電池電壓的關(guān)系曲線圖。

LTC4053的TIMER(4)引腳上的電容C用于設(shè)定充電時(shí)間，計(jì)算公式為:T(小時(shí))=C(uF)?3/011uF。當(dāng)C=011uF時(shí)，充電時(shí)間為3小時(shí)。

這個(gè)電路具有類(lèi)似方案二預(yù)充電模式的涓流充電模式，并特有故障電池檢測(cè)功能：當(dāng)電池電壓低于2.48V時(shí)，以全標(biāo)度電流的10%涓流充電；如果這種狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間超過(guò)總充電時(shí)間的四分之一，則認(rèn)為電池已損壞而停止充電循環(huán)。

LTC4053本身具有完善的溫度檢測(cè)和補(bǔ)償、調(diào)整功能，可以允許用戶(hù)安全地以較大電流充電從而大大減少充電時(shí)間，圖7為充電電流與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線圖。同樣，當(dāng)LTC4053無(wú)電壓輸入時(shí)，電路能自動(dòng)截止，反向漏電流小于5uA，無(wú)需外加二極管來(lái)防止電池漏電，避免了電池的損耗。

LTC4053還具有完善的控制、狀態(tài)指示等功能，具體的請(qǐng)參考芯片手冊(cè)。

結(jié)語(yǔ)

毫無(wú)疑問(wèn)，在這三個(gè)方案中，第三個(gè)方案的功能是最完善，其設(shè)計(jì)應(yīng)用的靈活性也最大的，但芯片 的引腳較多，器件成本可能也比別的方案要高些。在實(shí)際中，我們可以根據(jù)用途、成本等實(shí)際情況來(lái)選擇不同的方案以滿(mǎn)足不同的要求。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展、 新器件的不斷推出，我們相信會(huì)有更多更好的USB充電方案出現(xiàn)。