关于LT3652HV调试过程 01 电压, 电池板, 稳定性, 最大值

samwalton

先讲讲LT3652及其升级版LT3652HV的特点：

LT3652 是一款完整的单片降压型且适用于多种电池化学组成的充电器，以高达 32V (绝对最大值为 40V) 的输入电压工作，并以高达 14.4V 的浮置电压给电池组充电。LT3652 含有一种创新性的输入调节电路，该电路采用一种简单和自动的方法以控制充电器的输入电源电压，当使用稳定性不佳的电源 (例如太阳能电池板时)，这种方法很有用。LT3652HV 是该充电器的高压版本，能以高达 18V 的浮置电压给电池组充电。
输入调节环路保持太阳能电池板在峰值功率点上运行

如果输入电源电压向着设定值方向下降，那么 LT3652 的输入调节环路就线性地降低输出的电池充电电流。这个闭环调节电路跟随充电电流，因此也就跟随输入电源的负载而变化，这样输入电源电压就可保持为等于或高于设定值。当由太阳能电池板供电时，通过简单地将最低输入电压值设定为等于电池板的峰值电源电压 VMP，LT3652 就能以最大峰值功率跟踪模式工作。所希望的峰值功率电压通过一个电阻器分压器设定。
如果充电时，LT3652 所需要的功率超过了可从太阳能电池板得到的功率，那么 LT3652 的输入调节环路就随之使充电电流降低。之所以出现这种情况，可能是因为所希望的电池充电电流上升，或太阳能电池板照明量下降。在任何一种情况下，该调节环路都保持太阳能电池板的输入电压等于设定的 VMP，正如 VIN_REG 引脚上的电阻器分压器所设定的那样。
该输入调节环路是一种简单和从容的方法以强制特定太阳能电池板在峰值功率点上工作。采用其他稳定性不佳的电源时 (例如输入电源在过流条件下可能出现崩溃的情况)，也可以用这个输入电压调节环路来优化运作。
集成和全功能的电池充电器

LT3652 以固定的 1MHz 开关频率工作，具有恒定电流 / 恒定电压 (CC/CV) 充电特性。该器件可用外部电阻器编程，以提供高达 2A 的充电电流，同时充电电流准确度为 ±5%。该 IC 尤其适用于与流行和价格不高的“12V 系统”太阳能电池板有关之电压范围，这类系统的典型开路电压约为 25V。
该充电器采用 3.3V 浮置电压反馈基准，因此用一个电阻器分压器就可设定想要的电池浮置电压在 3.3V 至 14.4V (采用 LT3652HV 时则高达 18V) 的范围内。LT3652 的浮置电压反馈准确度为 ±0.5%。LT3652 的宽输出电压范围适用于很多电池化学组成和配置，包括多达 3 节串联的锂离子 / 聚合物电池、多达 4 节串联的 LiFePO4 (磷酸铁锂) 电池以及多达 6 节串联的密封铅酸 (SLA) 电池。该充电器的高压版本 LT3652HV 也已供货。LT3652HV 以高达 34V 的输入电压工作，可充电至 18V 浮置电压，适用于 4 节锂离子 / 聚合物或 5 节 LiFePO4 电池组。
LT3652 含有一个可编程安全定时器，用来在达到所希望的时间后终止充电。简单地将一个电容器连接到 TIMER 引脚，就能启动该定时器。将 TIMER 引脚短接到地，就可将 LT3652 配置为，当充电电流下降到低于所设定最大值的 10% (C/10) 时终止充电，而 C/10 检测的准确度为 ±2.5%。利用安全定时器实现终止，允许在电流低于 C/10 时进行 Top-Off 型充电。一旦充电终止，LT3652 就进入低电流 (85µA) 备用模式。如果电池电压降至比所设定的浮置电压低 2.5%，那么自动再充电功能就启动一个新的充电周期。LT3652 采用扁平、12 引线 3mm x 3mm DFN 和 MSOP 封装。
节能和具低静态电流的停机模式

LT3652 有一个门限精确的停机引脚，允许利用一个电阻器分压器简单地实现欠压闭锁功能。当处于低电流停机模式时，LT3652 仅从输入电源吸取 15µA 电流。通过使用一个连接到该器件 NTC 引脚的热敏电阻器来监视电池温度，该 IC 还支持温度合格的充电。该器件有两个二进制编码的集电极开路状态引脚，显示了 LT3652 电池充电器的工作状态、/CHRG 和 /FAULT。这些状态引脚可驱动 LED，以发出可视的充电器状态信号，或可用作面向控制系统的逻辑电平信号。
简单的太阳能供电电池充电器

图 2 显示了一个具电源通路管理的 2A 两节 LiFePO4 电池充电器。当太阳能电池板照明不充分时，这个电路从电池向系统负载供电，而当太阳能电池板能提供系统负载所需功率时，就直接从太阳能电池板供电。输入电压调节环路针对具 17V 峰值功率输入的太阳能电池板而设定。该充电器采用 C/10 终止，因此当所需电池充电电流降至低于 200mA 时，充电电路就被停用。这个 LT3652 充电器还用两个 LED 来提供状态和故障信号。这些二进制编码的引脚发出电池充电、备用或停机模式信号以及电池温度故障和坏电池故障信号。

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2012-8-23 21:34


图 2：一个具 17V 峰值功率跟踪和面向两节
LiFePO4 电池的 2A 太阳能电池板电源管理器
输入电压稳定点用太阳能电池板输出与 VIN_REG 引脚之间的电阻器分压器设定。当太阳能电池板的输出向 17V 急剧下降时，就降低最大输出充电电流，该 17V 对应于 VIN_REG 引脚的 2.7V。这个伺服环路就是这样动作，以动态地将充电器系统的功率需求降至太阳能电池板能提供的最大功率，从而保持了太阳能电池板的电能利用率接近 100%，如图 3 所示。

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图 3：17V 输入电压调节门限对太阳能电池板峰值功率的跟踪程度超过 98%
希望效率更高? 用隔离 FET 取代隔离二极管
在电池电压高于 4.2V 时使用 LT3652，需要一个隔离二极管。这个二极管两端的压降产生了功率损耗项，降低了充电效率。如图 4 所示，用一个 P 沟道 FET 取代该隔离二极管，就可以极大地降低这一功率损耗项。

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图 4：一个 2A 的三节 LiFePO4 充电器用 P 沟道 FET 实现输入隔离以提高大电流充电效率
图 4 所示是一个具 10.8V 浮置电压的 3 节 LiFePO4 2A 充电器。这个充电器具 14.5V 输入电压调节门限，且当 VIN ≥ 13V 时，由 SHDN 引脚启动。充电周期终止是由 3 小时的定时器周期控制的。隔离二极管在使用时，通常与输入电源串联，以实现反向电压保护，该隔离二极管被一个 FET 取代了。另外，用一个 10V 的齐纳二极管实现箝位，以防止超过 FET 的 VGS 最大值。如果规定的 VIN 范围没有超过输入 FET 的 VGS 最大值，那么这个箝位就不需要。
在正常充电周期 (ICHG > C/10) 的大电流充电期间，/CHRG 状态引脚保持为低电平。在如图 4 所示的充电器中，这个 /CHRG 信号用来将隔离 FET 的栅极拉低，从而实现了一个低阻抗电源通路，这个通路没有隔离二极管压降，可提高转换效率。图 5 显示，与采用肖特基隔离二极管工作时相比，增加这个隔离 FET 使效率提高了 4%。

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图 5：当采用 15V 输入对 10.8V 三节 LiFePO4 电池充电时，