锂-离子线性电池充电控制器LTC1732及其应用

摘要：LTC1732是LINEAR TECHNOLOGY公司推出的锂离子电池充电控制集成电路芯片。它具有电池插入检测和自动低压电池充电功能。文章介绍了该芯片的结构、特点、工作原理及应用信息，给出了典型的应用电路。

1 概述

LTC1732是LINEAR TECHNOLOGY公司生产的锂-离子（Li-离子）电池恒流/恒压线性充电控制器。它也可以对镍-镉（NiCd）和镍-氢（NiMH）电池恒流充电。其充电电流可通过外部传感电阻器编程到7%（最大值）的精度。最终的浮动电压精度为1%。利用LTC1732的SEL端可为4.1V或4.2V电池充电。

当输入电源撤消后，LTC1732可自动进入低电流睡眠状态，以使消耗电流下降到7μA。LTC1732的内部比较器用于检测充电结束条件（C/10），而总的充电时间则是通过可编程计时器的外部电容来设置的。在电池完全放电后，控制器将自动以规定电流的10%对被充电电池进行慢速充电直到电池电压超过2.457V。当放电后的电池插入充电器或当输入电源接通时，LTC1732将开始重新充电。另外，如果电池一直插入在充电器且在电池电压降到3.8V（LTC1732-4）或4.05V（LTC1732-4.2）以下时，充电器也将开始重新充电。LTC1732的其它主特点如下：

●具有1%的预置充电电压精度；

●输入电压范围4.5V～12V；

●充电电流可编程控制；

●具有C/10充电电流检测输出；

●可编程控制充电终端计时；

●带有低电压电池自动小电流充电模式；

●可编程控制恒定电流接通模式；

●具有电池插入检测和自动低压电流充电功能；

●带有输入电源（隔离适配器）检测输出；

●LTC1732-4.2型器件的再充电阈值电压为4.05V；

●LTC1732-4型器件的再充电阈值电压为3.8V。

2 工作原理

2.1 管脚功能

LTC1732采用小型10脚MSOP封装形式，图1所示是其引脚排列，各引脚的功能说明如下：

●BAT（1脚）：电池传感信号输入端；

●SEL（2脚）：4.1/4.2电池选择输入端；

●CHRG（3脚）：开路消耗充电状态输出端；

●TIMER（4脚）：计时器电容和恒定电压模式禁止输入端；

●GND（5脚）：接地端；

●PROG（6脚）：充电电流设定和关断输入端；

●DRV（7脚）：P-沟道MOSFET管或PNP晶体管驱动输出端；

●Vcc(8脚)：电源正端；

●SENSE（9脚）：电流传感信号输入端。

●ACPR（10脚）：隔离适配器适时输出端。

2.2 工作原理

LTC1732是一种线性电流充电控制器。其内部原理框图如图2所示。

它的充电电流由PROG端到地的编程电阻（RPROG）和VCC到SENSE端的传感电阻（RSENSE）共同决定。RPROG通过在内部微调800Ω电阻器上建立VCC到电流放大器输入（CA）的电压降来设置程序电流。当BAT端电位接近预置浮动电压时，电压放大器（VA）开始吸收电流并使通过RSENSE上的压降减小，从而使充电电流降低。

当VCC端电位超过UVLO电平或程序电阻器从PROG端连接到地时，充电开始。充电开始后，如果电池电压在2.457V以下，则充电器进入小电流充电模式。此时的充电电流是满充电流的10%。如果电池电压在总的充电时间的四分之一内保持不变，那么连续的充电将终止。

在BAT端电压上升到2.457V以上时，充电器进入快速恒流充电模式。恒流模式时的充电电流可通过RSENSE和RPROG共同决定。

当电池接近最终浮动电压时，充电电流开始降低。当电流降至满充电流的10%时，内部比较器将关断CHRG端的N-沟道MOSFET管，并且连接一个弱电流源到地以指示充电结束。

计时器外部的电容器可用于设置总的充电时间。在暂停出现后，充电周期被中断并且CHRG端被迫进入高阻态。为了重新启动充电周期，可恢复输入电压或暂时浮置PROG端。

如果新电池的电压在3.8V以下，在充电模式下替换电池将引起计时器复位。如果电大 3.8V以上，计时器将继续保持充电计时，实际上当回隙期出现时，可插入一节低于3.8V的新电池并以完整的设计充电时间来重新进行自动充电。

一般锂-离子电池要求有准确的最终浮动电位，其内部参考值为2.457V，电压放大器和电阻分配器可提供±1%（最大）的调节精度。对于NiMH和NiCd电池，LTC1732的计时器端接到VCC可构成一个电流源。此时在恒定电流模式下，电压放大器、计时器、C/10比较器和小电流充电功能将被全部禁止。

3 典型应用

TLC1732的充电控制器可用于蜂窝电话、掌上电脑、充电平台和支架等。

图3为单个4.2V的锂-离子电流充电控制器的典型应用电路。该电路可通过浮动PROG端来实现关断功能。