lt3652

lt3652

lt3652应用之基于LT3652的太阳能充电器设计方案
　
1 LT3652 介绍
　　
对于单晶硅光伏电池，其最大功率点发生在每条V-I 曲线的拐点处。尽管不同光照强度下光伏电池的最大峰值功率点不同，但各个最大峰值功率点对应的输出电压基本保持不变，如图1 所示。此电压称为最大峰值功率电压，以VP（MAX）表示。为使光伏电池工作在最大功率输出点，充电器需将其输出电压保持在V P（MAX）附近。本设计采用凌力尔特公司生产的LT3652 作为充电管理芯片。该芯片采用一种特殊的输入电压调整环路，当使用太阳能电池板作为输入电源时，当光伏电池板输出电压降低到某一设定值，LT3652 就会自动降低充电电流，使光伏电池板保持在最大峰值功率输出点。

　
1.1 LT3652 充电管理芯片功能介绍
　　
LT3652 支持多种化学组分的电池，是一种中等功率的单片降压式充电管理芯片，采用平均电流模式降压式的拓扑结构。特殊的输入电压调节环路可以通过电阻分压器方便设定最低输入电压。
　　
LT3652 可设置最大充电电流高达2 A，其内部恒定频率为1 MHz 的高频开关，可提高充电效率。芯片具有从4.95~32 V宽输入电压范围，其浮充电压V BAT（FLOAT）可由电阻分压器方便设置，最高可达14.4 V，满足绝大多数充电电池的充电需求。
　　
精密的门限关断引脚支持欠压锁定功能。两个OC 门引脚，灌电流高达10 mA，可驱动LED 以标识充电器的充电或故障状态。该芯片还具有电池温度监视、坏电池检测以及自动充电功能。
　　
在电池充电期间， 当芯片检测到电池电压低于0.7 倍的V BAT（FLOAT）时，充电器自动进入预置充电模式。此模式下，充电器为电池涓流充电， 充电电流为最大充电电流I CHRG（MAX）的15%.当电池电压升至V BAT（FLOAT）的70%以上时，充电电流自动增大至I CHRG（MAX）。
　　
LT3652 提供两种充电终止模式供选择：C/10 模式和TIMER 模式。C/10 表示实际充电电流为最大充电电流的十分之一。在此模式下，当充电电流低于I CHRG（MAX）的十分之一（C/10）时，充电器则停止充电。使用TIMER 模式，充电器则可以以低于C/10 的电流为电池充电。当一个充电周期tEOC结束时，若电池充满，则充电器停止充电，否则将重启新的充电周期，直至电池充满。电池充满的标识为电池电压达到V BAT（FLOAT）的97.5%以上。在TIMER 模式下，充电器支持坏电池检测功能。当充电器停留在预置模式的时间超过tEOC的1/8 时，引脚电平被拉低。
　　
充电结束后，LT3652 进入低电流待机模式， 在待机模式下，芯片仍可管理电池电压，当电池电压下降到V BAT（FLOAT）的97.5%以下时，将自动为电池充电。
　　
1.2 lt3652输入电压调节环路
　　
LT3652 的输入电压调节环路通过电阻分压器可方便设定最低输入电压， 并能根据输入电压的大小自动调整充电电流，实现对太阳能电池板的最大峰值功率跟踪。输入电压调节环路对输入电压的有特定的调节范围：V REG（MIN）~V REG（MAX）。调节范围由VIN和V IN_REG之间的电阻分压器设置，如图2（a）所示。

 

lt3652充电器电路
　　
LT3652 具有很高的集成度，仅需很少的外围器件即可设计出功能完善的充电器。本文设计的太阳能充电器用于两节锂离子电池的充电，浮充电压为8.2 V.充电器电路如图3 所示。该充电器的设计方法具有通用性，以下予以简要介绍，供设计者参考。
　　
图3 2 A 充电电流的锂离子电池太阳能充电器

凌力尔特推出面向新式电池化学组成的创新性LT3652单片降压型电池充电器的更高电压版本LT3652HV

2010年6月9日 – 凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出面向新式电池化学组成的创新性LT3652单片降压型电池充电器的更高电压版本LT3652HV。LT3652HV比LT3652提供更宽的电池浮置电压范围 (高达18V)，并具有同样的输入电压调节环路，该环路控制充电电流以保持输入电压处于设定值。LT3652HV能够灵活地用各种不同的输入电源给很多不同配置的电池充电，而且当该器件连接到太阳能电池板时，其输入调节环路保持电池板处于峰值输出功率状态。

凌力尔特公司副总裁兼电源产品部总经理Steve Pietkiewicz表示：“LT3652HV增强了输出电压能力，是我们太阳能输入兼容型电池充电器IC产品线新添的一个受欢迎成员。与LT3652类似，其简单但独特的输入电压调节环路电路提供几乎与更复杂和昂贵的最大峰值功率跟踪 (MPPT) 方法同样的充电效率。”

LT3652HV接受4.95V至34V的宽输入范围，具有40V的绝对最大额定值以增加系统裕度。在输入电源调节欠佳时 (这时输入可能在过流状态下崩溃)，输入电压调节环路还允许优化充电。该器件可为各种配置的电池组充电，包括1至4节串联的锂离子/聚合物电池、1至5节串联的磷酸铁锂 (LiFePO4) 电池和高达18V的密封铅酸 (SLA) 电池。应用包括太阳能供电系统、12V至24V汽车设备以及电池充电器。

LT3652HV的充电电流可编程至高达2A。这个独立的电池充电器不需要外部微控制器，具有用户可选的终止，包括C/10或内置定时器。该器件的1MHz固定开关频率可实现小的解决方案尺寸。浮置电压反馈准确度规定为±0.5%、充电电流准确度为±5%、C/10检测准确度为±2.5%。一旦充电终止，LT3652HV就自动进入低电流备用模式，这种模式将输入电源电流降至85uA。在停机模式，输入偏置电流降至15uA。就自主充电控制而言，如果电池电压降至比设定的浮置电压低2.5%，那么自动再充电功能就启动一个新的充电周期。

LT3652HV采用耐热增强型封装：扁平 (0.75mm) 12引脚3mm x 3mm DFN封装和12引线MSOP封装。两种封装的器件都有E级和I级版本，在-40°C至125°C的温度范围内有保证。千片批购价分别为每片3.40美元和3.70美元。

性能概要：LT3652HV

•太阳能电源电压调节环路在太阳能应用中实现峰值跟踪
•宽输入电压范围：4.95V至34V (40V绝对最大额定值)
•可编程充电电流高达2A
•多种化学组成：电阻器可编程浮置电压高达 18V，适合锂离子/聚合物 (1至4节)、LiFePO4 (1至5节) 和SLA化学组成
•用户可选终止：C/10或内置终止定时器
•在非充电时从电池吸取