基于USB接口的鋰離子電池充電電路設(shè)計(jì)方案

　　2.3方案三

　　應(yīng)該說(shuō)，方案二是一個(gè)安全、各方面考慮比較周全和完善的USB鋰電池充電方案。但該方案的缺點(diǎn)在于：充電電流被固定在100mA或280mA左右，特別是在 USB接口供電時(shí)，只能是100mA的充電電流對(duì)于容量較大電池來(lái)說(shuō)，需要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的充電時(shí)間。另外一個(gè)缺點(diǎn)是沒(méi)有充電定時(shí)功能，充電的結(jié)束與否不能進(jìn)行人為控制。圖5是另一個(gè)實(shí)用USB接口充電電路，使用LTC4053作為設(shè)計(jì)核心，既保持了方案二的優(yōu)點(diǎn)又解決了上述不足。

　　LTC4053是凌特（Linear）公司推出的一款可以從一個(gè)USB接口直接供電的鋰離子電池用獨(dú)立型定時(shí)終止恒流/恒壓線性充電器IC,為10 腳MSOP封裝?？梢灾苯佑蒛SB接口對(duì)單節(jié)鋰電池進(jìn)行充電，也可以允許使用墻壁AC適配器的DC電源作為供電電源。所需的輸入電壓范圍是 4.25V~6.5V.包括一個(gè)片內(nèi)功率MOSFET管。這個(gè)芯片的最大特點(diǎn)是允許設(shè)計(jì)者自行設(shè)定充電電流和充電時(shí)間，充電終止電壓則已預(yù)設(shè)為4.2V.

　　在圖5中，充電電流是由LTC4053的PROG（7）引腳上的電阻R來(lái)設(shè)定的，其計(jì)算公式為：R=1500V/ICHG,例如要設(shè)定的充電電流為 500mA,則R=1500V/015A=3kΩ。充電電流最大可設(shè)為1125A.圖6為充電電流與電池電壓的關(guān)系曲線圖。

　　LTC4053的TIMER（4）引腳上的電容C用于設(shè)定充電時(shí)間，計(jì)算公式為：T（小時(shí)）=C（uF）？3/011uF.當(dāng)C=011uF時(shí)，充電時(shí)間為3小時(shí)。

　　這個(gè)電路具有類似方案二預(yù)充電模式的涓流充電模式，并特有故障電池檢測(cè)功能：當(dāng)電池電壓低于2.48V時(shí)，以全標(biāo)度電流的10%涓流充電；如果這種狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間超過(guò)總充電時(shí)間的四分之一，則認(rèn)為電池已損壞而停止充電循環(huán)。

　　LTC4053本身具有完善的溫度檢測(cè)和補(bǔ)償、調(diào)整功能，可以允許用戶安全地以較大電流充電從而大大減少充電時(shí)間，圖7為充電電流與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線圖。同樣，當(dāng)LTC4053無(wú)電壓輸入時(shí)，電路能自動(dòng)截止，反向漏電流小于5uA,無(wú)需外加二極管來(lái)防止電池漏電，避免了電池的損耗。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　毫無(wú)疑問(wèn)，在這三個(gè)方案中，第三個(gè)方案的功能是最完善，其設(shè)計(jì)應(yīng)用的靈活性也最大的，但芯片的引腳較多，器件成本可能也比別的方案要高些。在實(shí)際中，我們可以根據(jù)用途、成本等實(shí)際情況來(lái)選擇不同的方案以滿足不同的要求。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展、新器件的不斷推出，我們相信會(huì)有更多更好的USB充電方案出現(xiàn)。