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1、1.概述LT1769 是线性器件公司生产的一种电流模式脉冲宽度调制（PWM）的电池充电芯片，它可提供恒定的充电电流和电压。由于通常的锂离子（Li lon）、镍氢(NiMh)、镍镉(NiCd)电池等都需要恒定的电流或者电压对其充电，所以用 LT1769 设计的充电器可以对象锂、镍氢、镍镉这样的电池进行高效的快速充电。LT1769 内部的切换开关可以承受 2A 的直流电流（最大可承受 3A）。充电电流可以编程控制。由于 LT1769 具有 0.5的参考电压精度，因此,可为恒压要求较高的 Lilon 电池组充电。该芯片有一个控制环路，可用于调整交流适配器的输入电流，这样可以在仪器工作的同时对电池进行
2、充电而不会出现过载。在这种情况下，应适当降低充电电流，以保证适配器的电流不超过额定值。LT1769 的电池电压可以从 1V 到 20V。电池的负端可以直接接地，到地之间不需要再外接一个电流传感电阻。切换开关的频率可达 200kHz，这样可以提供较高的充电效率，而且需要的电感也比较小。当充电器没有交流输入时（即没有插入墙上的插座时），该芯片会处于睡眠状态，泄漏电流只有 3A，所以芯片和电池之间不需要保护二极管。LT1769 具有如下特性：可以对镍镉、镍氢以及锂离子电池充电，充电电流可以由电阻或者 DAC 来编程；当系统工作在有适配器的电流限制场合时，可对电池提供最大的充电电流；电压模式充电的精度
3、为 0.5；具有 3A 内部切换的高效电流模式脉冲宽度调制（PWM）；充电电流的精度为 5；可调整欠压锁定阈值；交流断电时，器件自动关闭；电池对器件的反向泄漏电流很低：3A；电流传感电阻可接在电池的任意一端；充电电流可以软启动；可关断控制；采用 28 引脚窄 SSOP 封装。2.芯片结构原理2.1 外部引脚排列图 1 所示是 LT1769 的引脚图，各个引脚的说明如下：GND（脚 1，2，3，7，8，14，15，22，26，27，28）：接地端。为了有合适的热耗散，这些地端必须连接到电路板的公共地。SW（脚 4）：切换开关输出端。外接的肖特基二极管的阴极必须尽可能靠近 SW 脚和地端。BOOS
4、T（脚 5）：该引脚用于自举，以使 NPN 功率开关管得到足够强的驱动，从而使功率开关管的压降足够低，以减小功率损耗。图 3 中，当功率开关管闭合时，V BOOST=VCCVBAT。UV （脚 6）：欠压锁定输入。当电压低于 6.2V 时，欠压锁定；当电压上升到 6.7V 时，锁定开启。低压锁定时开关切换停止。当电路没有交流输入时，UV 引脚被拉到 0.7V 以下（在适配器到地之间需要接一个 5k 的电阻），否则，将有大约 200A 的反向电池电流泄漏，而不是接有电阻时的 3A。UV 引脚不能悬空。如果 UV 引脚不是接在电阻分压网络而是直接接到 VIN时，那么锁定的阈值电压为内置的 6.7V
5、。OVP（脚 9）：比较器 VA 的正输入端。其阈值为 2.465V。这个引脚的典型偏置电流为 3nA。在对锂电池充电时，可利用 VA 检测电池电压，当电池电压到达预定值时，会自动停止大电流充电，进入涓流充电模式。如果这个引脚不用，则应该接地。CLP（脚 10）：输入电流限制放大器 CL1 的正输入端。阈值设置在 100mV。当用于限制电源电流时，需要用一个电容器滤除 200kHz 的开关噪声。CLN（脚 11）：输入电流限制放大器的负输入端。COMP1 （脚 12）：输入电流限制放大器 CL1 的补偿端。当达到输入适配器电流限制时，该脚电压上升到 1V。当不需要限制适配器电流时，用一个外部三
6、极管将 COMP1 端拉低，使放大器CL1 无效。COMP1 端可以吸收 200A 的电流。如果不用这个功能，那么 COMP1 端可不接电阻和电容。SENSE（脚 13）：电流放大器 CA1 的正输入端。SPIN（脚 16）：电流放大器 CA1 的偏置。在 2A 锂离子电池充电器中，这一端必须连接到 RS1上。如图 2 所示。BAT（脚 17）：电流放大器 CA1 的负输入端。COMP2（脚 18）：放大器 CL1 的另一个补偿端。当需要限制输入适配器电流或者在恒压充电时，此引脚的电压上升到 2.8V。UV OUT（脚 19）：集电极开路输出的欠压锁定状态输出端。欠压状态时，这个引脚保持低电平
7、。用一个外部的上拉电阻可将其拉高到 VCC。注意，该集电极开路的 NPN 三极管的基极电流由CLN 引脚提供。当 CLN 高于 2V 时，UV OUT为低电平。上拉电流应小于 100A。V C（脚 20）：电流模式脉宽调制的内部环路控制端。当该引脚电压为 0.7V 时，切换开关开始工作。在通常的情况下，V C越高，充电电流越大。在这一端和地之间接一个 0.33F 的电容，既可以滤除噪声，也可以控制软启动的速度。将这个引脚拉低可使切换开关停止工作。该引脚典型的输出电流是 30A。PROG （脚 21）：这个引脚用于编程设置充电电流和系统环路补偿。在通常情况下，V PROG接近 2.465V。如果
8、这一端的电平接近于地电平，那么切换开关停止工作。当用微处理器控制的 DAC 进行编程设置充电电流时，在 DAC 输出 2.465V 电压时，必须能够提供一定的灌电流。VCC1，V CC2，V CC3（脚 2325）：输入电源。应注意抑制噪声，通常使用 15F 或容量更大的低分布电感（ESR）电容，并应尽量缩短其引线。一般说来，V CC在 8V 到 28V 之间，但应至少比 VBAT高 3V。当 VCC低于 7V 时，欠压锁定有效，切换开关停止工作。注意在 SW 引脚和 VCC引脚之间有一个内部二极管。当接有电池时，V CC不能比 SW 脚电压低 0.7V。这三个 VCC引脚应该尽可能短的连接在
9、一起。2.2内部结构图 2 所示是 LT1769 的内部结构方框图。LT1769 是一个具有降压开关切换的电流模式脉宽调制充电器芯片。电池的充电电流可以由电阻 RPROG（或者 DAC 的输出电流）在 PROG 引脚设置（见图 2）。放大器 CA1 将通过 RS1的充电电流转换成一个较小的电流，这个电流就是从 PROG 引脚流出的电流 IPROG。放大器 CA2 将 CA1的输出与预先设置的充电电流相比较，并通过脉宽调制（PWM）控制环路使这两个电流相等。注意，由于 IPROG既直流成分又有交流成分，在引脚 PROG 与地之间接一个电容 CPROG可滤除交流成分，从而使该芯片具有较高的直流（D
10、C）设置精度。I PROG通过 R1 产生一个斜波信号，这个斜波信号通过缓冲器 B1 和电平平移电阻 R2 和 R3 输入到脉宽调制（PWM）的控制比较器 C1，形成一个电流模式内部控制环路。BOOST 引脚可使开关三极管深度饱和，从而降低功率耗损。对于锂离子电池，LT1769 可提供精度为 0.5的恒流和恒压充电。2.465V 的参考电源和放大器 VA 的作用是使电路在电池电压达到预先设定值时自动降低充电电流，进入涓流充电状态。对于镍氢和镍镉这样的电池，VA 用于过压保护。当没有输入电压，V CC的电压引脚低于电池电压 0.7V 时，可使充电器进入睡眠模式。用一个三极管将 VC引脚拉低，可以
11、停止充电。3. 应用设计3.1 锂离子电池充电器图 3 所示为 2A 锂离子电池充电器典型电路，图中 RS4 是适配器电流传感电阻，RS3 是电池电压传感电阻，RS1 是电池电流传感电阻，利用 R5 进行欠压锁定。输入电容（C IN）用于吸收转换器的开关纹波电流，所以 CIN必须有足够的纹波电流吸收能力，应该选用固体钽电容，该电容具有较高的纹波电流吸收能力，而且尺寸小。但是应该注意，当插头带电插到适配器时，可能会有很高的冲击电流，有可能损坏钽电容，因此也可以用陶瓷电容（5F 到 20F）。LT1769 的欠压锁定阈值固定在 7V，在 UV 引脚上接一个电阻分压可以提高欠压阈值。当 UV引脚高于
12、 7V 时， VC 引脚变高，而当 UV 引脚低于 6.5V 时（有 0.5V 的迟滞），V C引脚被拉低，同时外部的上拉电阻将 UVOUT引脚拉高。UV OUT信号还可用于指示系统即将开始充电。V C不用时，由 0.33F 电容设置的软启动时间是 4ms。图 3 中，电阻分压 R5 和 R6 组成的电阻分压器用于设置所需的 VCC锁定电压。R6 的典型值是 5k，R5 可以由下式计算：R 5=R6(VINV UV)/VUV式中，V UV为 UV 引脚的上升锁定阈值。V IN为维持满负载功率时充电器所需的输入电压值。如果 R6=5k ，V UV=6.7V，设定 VIN为 12V，那么 R5=5
13、k（12V6.7V）/6.7V=4k。另外，适配电流传感电阻 RS4的计算可按下式进行 ：R S4=100mV/适配器电流限制3.2 镍镉和镍氢电池充电电路图 3 所示的 2A 锂离子电池充电电路经过如图 4 所示的方法修改后，亦可用于镍镉和镍氢电池的充电。图中 Q1 导通时电流为 1A，Q1 截止时电流为 100mA。4. 结束语本文介绍的 LT1769 恒流/恒压电池充电芯片具有外围电路简单和功能强的特点。并可用电阻或 DAC 编程控制充电电流。对于锂、镍镉、镍氢等充电电池，通常需要恒流或恒压进行充电，利用 LT1769 可为这种电池设计出高效的充电电路。由于该芯片还具有一定的智能，可用最大的电流对电池进行充电，所以可在交、直流两用仪器中实现电源的智能化管理。
