1.导言
跟着高科技的开展，各种电子产品不断走向低功耗、微型化，以便于人们在生活中随身携带运用。这些产品有一个一起的特色，便是运用电池作为供电电源，比方手机、MP4、便携式丈量设备等产品。电池的品种许多，当时广泛运用的是锂离子电池，这种电池与传统的铅酸和镍镉等电池比较，具有比能量高、自放电小、作业电压高、运用寿命长、污染小等长处，但锂离子电池也有本身的缺陷，其对充电电流、电压、温度等都有严格要求，稍不当心，就可能导致电池受损、作废。
本文介绍的LTC4007EGN芯片是Linear公司新推出的一款锂离子电池智能充电操控器，其依据锂离子电池特性定制，具有对三节或四节锂离子电池组进行大电流恒流、恒压、守时充电、过热维护等多种功用，实践运用标明，该操控器能对锂电池组进行大电流充电，一起其小型SSOP24封装特别合适运用于集成度高、电路板空间有限的场合。
2.操控器简介
LTC4007封装如图1所示，其具有以下功用特色：
(1)对3节或4节锂离子电池组充电;
(2)转化功率高达96%;
(3)输出最大电流超越4A;
(4)充电电压精度可达±0.8%;
(5)内置过热维护功用;
(6)具有沟通适配器电流约束功用;
(7)充电电流输出监测;
(8)作业状况标明：充电、C/10充电电流、适配器衔接、电池低电压、输入电流约束、毛病。
LTC4007是一种恒流/恒压的锂离子电池充电操控器，具有同步、准稳定频率、稳定关断时刻的PWM操控结构，在运用陶瓷电容的情况下也不会发生听的见的噪声。运用电流设置电阻能够将充电电流精度操控到±5%,充电电流的巨细经过操控器PROG管脚输出的电压监测。
充电电压经过操控器编程管脚能够设置为3节或4节，每节电压可设置为4.2V或4.1V.充电时刻经过外部守时电阻设定。当电池电压低于3.9V/节时，操控器能够主动开端充电。
当每节电池电压低于2.5V时，电池电压过低标明正告，运用此标明LTC4007能规划主动涓流开始充电功用，防止损坏电池，当充电时刻达1/4总充电时刻，电池仍为低电压时中止充电，显现毛病标明。
3.作业原理
LTC4007典型运用原理图如图2所示。结合原理图按功用对其作业原理进行介绍。
3.1 电池充电操控
充电时，应先衔招待充电电池，然后敞开电源进行充电，操控器首要查看电池电压，当电池电压低于2.5V/节时，先进行涓流充电，待电池电压上升到2.5V以上，进入恒流充电阶段，电池电压不断上升，当到达设定电压时，进入恒压充电阶段，直至充电守时时刻截止。
充电过程中，操控器经过TGATE、BGATE管脚驱动PMOS管Q1和NMOS管Q2的周期通断来完成电池的充电操控。每个周期过程中，操控器首要驱动敞开Q1,封闭Q2,外部电源对电池进行瞬间充电，然后封闭Q1,敞开Q2,电池进行瞬间放电。TGATE、BGATE的电平时序图如图3所示。
3.2 电流设定
LTC4007能经过电阻RCL和RSENSE设定适配器的最大输出电流(0.1V/RCL)和最大充电电流(0.1V/RSENSE)。规划常用的参数如表1和表2所示。
从表1和表2可知，图2中适配器的最大输出电流为3A左右，最大充电电流均为3A.
3.3 充电电压设定
LTC4007经过管脚3C4C和CHEM设定充电电压。管脚3C4C设定电池节数，逻辑低时，表明3节;逻辑高时，表明4节。管脚CHEM设定每节电池充电电压，逻辑低时，表明4.1V/节;逻辑高时，表明4.2V/节。管脚接地时表明逻辑低，管脚悬空时表明逻辑高。表3详细描述了不同设定下的充电电压值VFINAL.由此可知，图2中的充电电压设定为16.8V.
3.4 守时时刻设定
正常充电时刻经过衔接在管脚RT端的守时电阻RT设定，规模为1~3小时，差错在±15%以内。守时时长TTIMER用公式表明：
TTIMER=RT/154kΩ(小时) (1)
依据上述公式可知图2中的守时时长为2小时左右。
3.5 过热维护
LTC4007的管脚NTC端外接一个NTC热敏电阻网络，操控器内部不断采样该管脚的电压值，即热敏电阻网络输出的电压值来判别电池温度是否在安全规模内，图2中由器材C7、R9、THERMISTOR热敏电阻组成。当电压值超越设定的安全规模，则充电暂停，当电压值康复到安全规模后，充电持续。经过在DCIN和NTC管脚间接入一个电阻能够制止过热维护功用。
3.6 涓流充电
当锂离子电池电量耗尽时，直接对其进行大电流充电简单损坏电池，需先进行小电流充电，即涓流充电，当电池电压到达必定值之后再进行大电流充电。
图2中，LTC4007能主动对电压小于2.5V/节的电池进行涓流充电，充电电流为一般为1C的10%.当监测到电池电压小于2.5V/节时，管脚LOBAT 低电平，Q4封闭，衔接在管脚PROG的电阻则增大RPROG=R6+R14,充电电流将减小，为300mA左右;当电池电压高于2.5V/节时，管脚LOBAT高电平，Q4短接R14,衔接在管脚PROG的电阻变小，RPROG=R6,充电电流将增至3A.
4.运用实例
实践运用中需对4节锂离子电池组成的电池组(4.2V/节)进行充电，充电电流巨细为4A,充电时刻需3小时左右。
依据运用需求，规划中LTC4007管脚3C4C和CHEM悬空，即充电电压为16.8V;电阻RCL取0.025Ω，即适配器输出电流约束在4A左右;电阻RSENSE取0.025Ω，即充电电流约束为4A;电阻RT取499K,即充电时刻为3小时左右。
LTC4007操控器经过检测电阻RSENSE两头的电压来操控恒流充电，因而，此处电压检测的准确性将影响到操控器能否正常进行充电。PCB规划中，在RSENSE两头需选用Kelvin衔接方法，如图4所示。RSENSE接至操控器管脚CSP和BAT端，其CSP和BAT需差分走线，且走线长度尽量短。
在LTC4007的PCB规划中，除上述Kelvin衔接外还需留意一下几个方面的问题。
(1)规划大电流充电时，需考虑线宽和相关芯片的散热，尤其是MOS开关管;
(2)电源输入端电容尽量挨近INFET管和地端，且这部分需坐落电路板同一面;充电输出端电容尽量挨近电阻RSENSE;
(3)充电回路尽量短，且相关器材需坐落电路板同一面;
(4)电路模仿地和信号地需分隔，最终经过0Ω电阻短接，相关元器材接地端需就近接地，一起敷地铜以改进EMI功用。
充电电路板对锂离子电池组充电的实验测试数据如表4所示。锂离子电池组初始电压为15.2V.
5.结束语
单节锂离子电池小电流充电操控器品种繁复，但多节锂离子电池组大电流充电的智能操控器较少，Linear公司推出的LTC4007智能充电操控器具有封装小，能依据规划需求设定充电电压、充电电流，一起具有限流、守时、过热维护的功用，其供给的各种状况标明接口，能满意扩展规划的需求。在实践运用中，以LTC4007操控器为中心规划的充电器能对4节锂电池组成的电池组进行4A大电流，各项目标均到达规划需求。
