LTC1730-4/LTC1730-4.2：单节锂离子电池脉冲充电器的卓越之选

在电子设备的设计中，电池充电器的性能至关重要。今天，我们就来深入了解一下Linear Technology公司的LTC1730-4/LTC1730-4.2单节锂离子电池脉冲充电器，看看它有哪些独特的特性和优势。

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一、产品概述

LTC1730是一款专为单节锂离子电池设计的完整脉冲充电器。它具有过流保护功能，能有效保障电池充电的安全。在充电过程中，当电池电量耗尽时，内部MOSFET会完全导通，让受电流限制的输入电源为电池提供充电电流，这样能显著减少充电器的发热。随着电池电量的增加，接近预设电压时，内部MOSFET会开始开关动作，占空比逐渐减小，直至电池充满。

二、产品特性

1. 安全可靠

• 过流保护：通过外部感测电阻（RSENSE）限制最大充电电流，防止用户连接错误或无电流限制的电源适配器对电池造成损坏。当感测电阻上的电压降超过100mV时，开关晶体管会立即关闭，并在400ms的超时时间后重新开启。
• 反向电流保护：内部MOSFET能防止输入电压接地短路时电池反向电流流动，无需额外的阻塞二极管，降低了成本和发热。

  2. 精准控制

• 浮充电压精度高：具有1%的浮充电压精度，LTC1730-4通过SEL引脚可设置每节电池4.1V或4.2V的浮充电压。
• 充电终止检测：具备充电结束（C/10）检测输出和可编程充电终止定时器，当平均充电电流降至C/10时，CHRG引脚会指示充电结束。

  3. 低功耗设计

  当输入电源移除时，充电器进入睡眠模式，电池电流消耗极低，最大仅为1µA。

  4. 温度监测

  支持电池温度传感和充电条件判断，当电池温度超出正常范围时，充电会暂停，确保充电安全。

  5. 自动充电功能

• 涓流充电：对于低电量电池，充电器会自动进入涓流充电模式，预设涓流充电电流为35mA。
• 自动电池刷新：当电池电压在充电结束后下降150mV时，会自动开始新的充电周期。

三、引脚功能

1. LTC1730ES8 - 4.2

• SENSE（引脚1）：最大过流感测输入，用于连接感测电阻RSENSE，监测充电电流。
• VCC（引脚2）：正输入电源电压，需用1µF电容和4.7Ω电阻进行旁路，并连接一个RC网络到GATE引脚，控制VCC引脚的电压变化率。
• CHRG（引脚3）：开漏充电状态输出，可驱动LED指示充电状态。
• GND（引脚4）：电气接地连接，为IC提供散热路径。
• TIMER（引脚5）：定时器设置引脚，通过连接到地的电容CTIMER设置充电时间。
• NTC/SHDN（引脚6）：用于监测电池温度和控制充电器的关闭。当引脚电压超出正常范围或低于50mV时，充电器会暂停或进入关闭模式。
• GATE（引脚7）：内部和外部开关晶体管的栅极驱动输出引脚，可连接外部N - MOSFET以提高充电电流。
• BAT（引脚8）：电池感测输入引脚，内部电阻分压器预设最终浮充电压为4.2V。

  2. LTC1730EGN - 4

  除了与LTC1730ES8 - 4.2相同的引脚功能外，还增加了ACPR和FAULT引脚。

• ACPR（引脚4）：墙式适配器存在指示输出，当输入电压高于电池电压40mV时，该引脚接地。
• FAULT（引脚5）：故障条件检测输出，当电池温度异常或电池电压长时间低于2.45V时，该引脚接地。

四、工作原理

1. 充电过程

• 涓流充电：当电池电压低于2.45V时，充电器进入涓流充电模式，由内部电流源提供35mA的充电电流。
• 快速充电：当电池电压超过2.45V时，进入快速充电模式，充电泵开启，开关晶体管导通，充电电流由输入电源的电流限制决定。
• 充电结束：当电池电压达到最终浮充电压时，开关晶体管会周期性地关闭和开启，占空比逐渐减小。当GATE引脚的占空比低于10%时，CHRG引脚指示接近充电结束（C/10）状态，直至定时器停止，充电结束。

  2. 保护机制

• 过流保护：当检测到过流情况时，GATE引脚立即接地，充电泵关闭，400ms后重试。
• 温度保护：通过NTC热敏电阻监测电池温度，当温度超出正常范围时，充电暂停，定时器冻结。

五、应用信息

1. 充电停止条件

当VCC引脚电压低于电池电压40mV或NTC/SHDN引脚电位低于50mV时，充电器停止工作。

2. 输入电压要求

输入电压必须具备电流限制能力，且电流限制水平应低于感测电阻设置的过流限制（IMAX = 100mV/RSENSE）。

3. 涓流充电和电池故障检测

充电开始时，若电池电压低于2.45V，进入涓流充电模式。若低电压持续时间超过总充电时间的四分之一，则认为电池有故障，充电终止。

4. 电池充电电流

电池充电电流由输入电源的电流限制决定，但不得超过最大过流限制IMAX。

5. 定时器编程

通过TIMER引脚连接到地的外部电容设置充电时间、最小开/关时间和过流重试周期。

6. CHRG状态输出引脚

该引脚可指示三种充电状态：快速充电、接近充电结束（C/10）和充电停止，可通过与微处理器接口进行状态检测。

7. 电池温度检测

使用负温度系数（NTC）热敏电阻监测电池温度，当温度超出可接受范围时，充电器进入保持模式，充电暂停。

8. 热考虑

LTC1730的功率处理能力受最大额定结温（125°C）和PCB铜面积的限制，需考虑从结到环境的热阻，确保在快速充电模式下不超过最大结温。

六、典型应用

1. 单节4.2V锂离子电池充电器（16引脚封装）

适用于输入电压为5V - 12V，电流限制为600mA的应用场景。

2. 使用外部N - MOSFET提高充电电流

对于需要更高充电电流的应用，可连接外部N - MOSFET与内部开关晶体管并联，输入电压为5V - 12V，电流限制为2A。

七、相关产品

Linear Technology还提供了一系列相关的锂离子电池充电器产品，如LTC1731、LTC1732、LT1510 - 5等，可根据不同的应用需求进行选择。

LTC1730-4/LTC1730-4.2单节锂离子电池脉冲充电器凭借其安全可靠、精准控制、低功耗等特性，为锂离子电池充电提供了优秀的解决方案。在实际设计中，工程师们可以根据具体的应用场景和需求，充分发挥其优势，设计出高效、稳定的充电电路。你在使用类似充电器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。