基于LT3652HV的四串锂电池充电电路设计

【摘 要】介绍了一种高性能的锂电池充电管理芯片LT3652HV的功能特点和典型应用。

【关键词】LT3652HV

一、概述

LT3652HV是凌力尔特公司生产的一款高集成度，多功能充电管理芯片，最大充电电压高达18V，并可提供最大2A的充电电流。这些特性使得LT3652HV可以很方便的为多组串联锂离子/锂聚合物电池充电提供有效方法。

二、引脚定义

LT3652HV提供两种封装形式，分别是12脚DFN和12脚MSOP，工作温度范围是-40℃～125℃，下面详细说明各引脚定义。

（一）1脚：VIN为电源输入脚，为芯片工作以及充电功能模块提供电源，电压输入范围是4.95V-34V，需要注意的是，电源电压须高于充电最高电压3.3V以上；

（二）2脚：VIN_REG为输入电压调节环路检测脚，当该脚电压低于2.7V时，LT3652HV将会自动减小充电电流，来保证该引脚电压不低于2.7V；

（三）3脚：SHDN为关闭功能引脚，将该输入引脚置低，即关闭芯片充电功能；

（四）4脚：CHRG为充电指示输出脚，当充电电流高于1/10 C时，该引脚输出呈高阻态，表明正在充电，当充电电流低于1/10 C时，该引脚输出低电平，表明充电结束；

（五）5脚：FAULT为出错告警输出脚，低电平有效；

（六）6脚：TIMER为充电时间周期设置脚；

（七）7脚：VFB为充电电压环路检测脚，基准电压为3.3V；

（八）8脚：NTC为温度监测脚；

（九）9脚：BAT为充电输出监测脚；

（十）10脚：SENSE为充电电流检测脚，该脚和BAT脚之间固定电压为0.1V；

（十一）11脚：BOOST脚为升压脚，为芯片内部开关提供驱动；

（十二）12脚：SW为开关输出脚；

（十三）13脚：芯片中间的13脚为SGND，接地，需保证足够的散热。

三、应用电路及工作原理

通常单节锂聚合物电池标称电压为3.7V，充电截止电压为4.2V，若四节串联则充电截止电压为16.8V，由于电压过高，目前市场上的许多充电管理芯片都无法为四节串联的锂电池进行充电，而LT3652HV的特性可以很好的为四节串联锂电池组进行充电管理。下图1为典型应用电路。

（一）最大充电电流大小设定

9脚BAT和10脚SENSE之间电压恒定值为0.1V，故充电电流大小可以很方便的设定为：

ICHG（MAX）= 0.1/ RSENSE （A）

以图1中为例，最大充电电流大小为0.1/0.1=1（A）。

通常情况下，充电电流大小的设定与电池容量有关，一般不超过1C。

（二）充电截止电压设定

充电截止电压，也即是电池浮充电压计算方法如下：

VBAT=（3.3/R4）×（R2+R4） （V）

以图1中为例，充电截止电压为（3.3/244）×（244+1000）=16.8（V）。

在选择R2和R4阻值需注意一点，芯片要求VFB引脚的等效阻抗为250K，若R2和R4的选择得不到250K的阻值，可以通过串联电阻R3的方法来获得250K的阻值。

（三）电子元器件参数的选择

1.电感

电感感值的大小通常由以下公式决定：

L = （10 RSENSE / ΔIMAX） ・ VBAT（FLT） ・[1 （VBAT（FLT） / VIN（MAX））] （μH）

其中RSENSE即为图1中R1，ΔIMAX通常取值0.25～0.35之间，VBAT（FLT）为充电截止电压大小。

2.电容

VBAT输出旁路电容C3通常选择10uF即可满足绝大多数应用的需要，如果有应用需要断开充电电路和电池的连接，则需要增加旁路电容值。

3.二极管

二极管V3起续流作用，提供电流的回路，应尽量选择高速、大电流的肖特基二极管。

二极管V2和稳压管V1作用至关重要，VBAT通过该通路向BOOST供电，使得电容C2上加有一电压值，该电压值会使得芯片内部开关在需要导通时始终处于导通状态。根据芯片要求，该电压值应在2V～8.5V之间，所以在图1的应用中选择稳压值为9.1V的稳压管，V2选择肖特基二极管，正向压降很小，约0.2V，故BOOST脚电压最大为16.8-0.2-9.1=7.5 （V），满足要求。

V4指示灯可简单用于指示充电状态，可根据实际应用需要来选择。

4.其它

其它元器件选择按照一般要求即可，但是注意分压用检测电阻应使用精度高的电阻，以保证分压值的精确。

以上为LT3652HV的一个典型应用，根据实际应用场景，可以调节相关参数来满足不同充电电路的要求。

参考文献：

[1] LT3652hvfa Datasheet. LINEAR TECHNOLOGY.