LT3652EDD：太阳能应用的2A单芯片多化学电池充电器

在电子设备的电源管理领域，电池充电器的性能和效率至关重要。特别是在太阳能应用中，需要一款能够适应宽输入电压范围、高效充电的电池充电器。今天，我们就来介绍一款这样的产品——LT3652EDD。

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产品概述

演示电路DC1568A是一款采用LT3652EDD的2A单芯片多化学电池充电器，专为太阳能应用而设计。LT3652是一款完整的中功率锂离子电池充电器，能够在宽输入电压范围内工作。它采用3.3V浮动电压反馈参考，允许电池浮动电压调整至最高14.4V。同时，该充电器具有输入电压调节环路，当输入电压低于编程水平时，会降低充电电流。

性能总结

在环境温度 (T_{A}=25^{circ} C) 的条件下，LT3652EDD具有以下性能参数：	参数	条件	值
输入电压范围		11.5V至32V
(V_{OUT})		8.14V至8.26V
输出浮动电压	恒压模式	8.2V
输出电流限制 (I_{LIM})	(V_{IN_REG}) 大于2.7V	2A

工作原理

架构与效率

LT3652采用1MHz恒定频率、平均电流模式降压架构，是一款完整的单芯片中功率锂离子电池充电器，适用于高输入电压应用，且所需外部组件最少。它通过自举电源驱动内部功率开关，在充电周期中最大限度地提高效率。当输出电压编程为8.2V时，电路可在11.5V至32V的宽输入范围内提供完全充电。

输入电压调节与MPPT

LT3652的输入电压调节引脚允许充电器在必要时降低电池充电电流，以使太阳能电池板产生最大功率，支持与太阳能电池板配合使用的最大功率点跟踪（MPPT）功能。整体最大充电电流通过外部电感电流检测电阻设置。

电池预处理模式

如果检测到电池电压非常低，LT3652会自动进入电池预处理模式。在此模式下，充电电流降至由电感检测电阻 (R_{SENSE}) 设置的编程最大值的15%。一旦电池电压升至预处理阈值，IC会自动将最大充电电流提高到编程的完整值。DC1568A将输出电压编程为8.2V，5.7V的预处理阈值在内部设置为编程输出电压的一部分。

充电终止方案

LT3652可以使用基于充电电流的C/10终止方案，当电池充电电流降至编程最大充电电流的十分之一时，结束充电周期。此外，它还包含一个内部充电周期控制定时器，用于基于定时器的终止。使用内部定时器时，IC将C/10检测与可编程时间约束相结合，在此期间充电周期可以超过C/10水平，以“充满”电池。充电周期在特定时间（通常为三小时）过去后终止。当使用基于定时器的方案时，IC还支持坏电池检测，如果电池在预处理模式下停留超过总充电周期时间的八分之一，则触发系统故障。

低电流待机与自动重启

充电终止且LT3652不主动充电时，IC会自动进入低电流待机模式，电源偏置电流降至 (<100 mu A)。如果电池电压从完全充电浮动电压下降2.5%，LT3652会启动自动充电周期重启。此外，在坏电池故障后，一旦移除故障电池并更换新电池，IC也会自动重启新的充电周期。

电池温度监测

LT3652配备电池温度监测电路，在充电周期中使用热敏电阻监测电池温度。如果电池温度超出0°C至50°C的安全充电范围，将暂停充电并发出故障信号。

状态输出

LT3652包含两个数字开集电极输出，用于提供充电器状态和信号故障条件。这些二进制编码引脚可指示电池充电、待机或关机模式、电池温度故障和坏电池故障。

快速启动程序

DC1568A易于设置，可用于评估LT3652EDD的性能。具体步骤如下：

1. 跳线和电源设置：
   • (JP1 = 1)
   • (JP4 = 1)
   • (JP2 = 1)，(PS1 = 0 FF)
   • (JP3 = C / 10)，(PS2 = 0 FF)
2. 打开PS2，缓慢增加电压，直到 (V{BAT}) 达到5.4V，同时监测流入BAT引脚的电流。如果电流小于5mA，打开PS1。增加PS1，直到 (V{IN}) 达到12V，同时监测输入电流。
3. 验证电池充电电流 (I_{BAT}) 是否在250mA至350mA之间。CHRG LED应亮起，FAULT LED应熄灭。
4. 增加PS2，直到 (V{BAT}) 达到7.2V。验证输入电流 (I{IN}) 是否在1.3A至1.7A之间，电池电流 (I_{BAT}) 是否在1.775A至2.225A之间，且CHRG LED应亮起。
5. 增加PS2，直到 (V{BAT}) 达到8.5V。验证电池充电电流 (I{BAT}) 是否小于5mA，且CHRG LED应熄灭。
6. 降低PS2，直到 (V{BAT}) 达到7.8V。验证电池电流 (I{BAT}) 是否在1.775A至2.225A之间，且CHRG LED应亮起。
7. 将JP1设置为0。验证充电电流 (I_{BAT}) 是否小于5mA，且FAULT LED和CHRG LED应熄灭。
8. 将JP1设置为1。连接一个跳线从NTC引脚到地。验证充电电流 (I_{BAT}) 是否小于5mA，且FAULT LED和CHRG LED应亮起。
9. 移除从NTC到地的跳线。验证充电电流 (I_{BAT}) 是否在1.775A至2.225A之间，FAULT LED应熄灭，CHRG LED应亮起。
10. 打开LOAD1并设置为1A。验证SYSTEM LOAD转塔上的电压 (V{SYSTEM}) 是否近似等于 (V{IN})。
11. 将JP2设置为0。验证电池充电电流是否小于5mA，且CHRG LED应熄灭。
12. 增加PS1，直到 (V_{IN}) 达到14V。验证充电电流是否在1.775A至2.225A之间，且CHRG LED应亮起。将JP2设置为1。
13. 将JP4设置为0。当 (V_{IN}) 小于17.7V时，设置JP4为0会关闭充电电流。验证电池充电电流是否小于5mA，且CHRG LED应熄灭。
14. 增加PS1，直到 (V_{IN}) 达到17.7V。验证充电电流是否在1.775A至2.225A之间，且CHRG LED应亮起。将JP4设置为1。
15. 关闭PS1、PS2和LOAD1。

需要注意的是，所有设备连接应采用开尔文连接方式直接连接到电路板引脚，输入或输出引线应为双绞线。

零件清单

必需电路组件

项目	数量	参考	零件描述	制造商/零件编号
1	2	C2, C3	电容，X7R，4.7µF，50V，10%，1210	MURATA, GRM32ER71H475KA88L
2	1	C4	电容，X7R，1µF，50V，10%，0805	MURATA, GRM21BR71H105KA12B
3	1	C6	电容，X5R，100µF，10V，20%，1210	TAIYO YUDEN, LMK325BJ107MM-T
4	1	C7	电容，X7R，10µF，10V，10%，0805	MURATA, GRM21BR71A106KE51L
5	1	C10	电容，X5R，0.68µF，10V，10%，0402	MURATA, GRM155R61A684KE15D
6	2	D1, D2	贴片，肖特基势垒整流器	CENTRAL SEMI, CMSH3-40MA
7	1	D5	贴片，肖特基二极管，SOT-23F	CENTRAL SEMI, CMPSH1-4
8	1	L1	功率电感，10µH，20%，3.5A	VISHAY, IHLP2525CZER100M11
9	1	R1	电阻，贴片，1M，1/16W，1%，0402	VISHAY, CRCW04021M00FKED
10	1	R4	电阻，贴片，536k，1/16W，1%，0402	VISHAY, CRCW0402536KFKED
11	2	R5, R6	电阻，贴片，100k，1/16W，1%，0402	VISHAY, CRCW0402100KFKED
12	1	R7	电阻，贴片，0.05Ω，1/2W，1%，1206	SUSUMU, RL1632R-R050-F
13	1	R10	电阻，贴片，619k，1/16W，0.1%，0603	NIC, NTR06B6193DTRF
14	1	R11	电阻，贴片，417k，1/16W，0.1%，0603	NIC, NTR06B4173DTRF
15	1	R12	电阻，贴片，0.1Ω，1/2W，1%，1206	SUSUMU, RL1632R-R100-F
16	1	U1	太阳能用多化学2A电池充电器	LINEAR TECHNOLOGY, LT3652EDD

可选演示板电路组件

项目	数量	参考	零件描述	制造商/零件编号
1	1	C1	电容，贴片，390µF，50V，20%	SUNCON, 50CE390BS
2	0	C5	电容，可选，0402	客户可选
3	2	C8, C9	电容，贴片，X7R，0.022µF，±10%，16V，0402	AVX, 0402YC223KAT2A
4	1	D3	发光二极管，红色	PANASONIC, LNJ208R8ARA
5	1	D4	发光二极管，绿色	LITE-ON, LTST-C190KGKT
6	0	D6	贴片，肖特基势垒整流器	CENTRAL SEMI, CMSH3-40MA
7	2	R2, R3	电阻，贴片，5.1k，1/4W，1%，1206	VISHAY, CRCW12065K10FKEA
8	1	R8	电阻，贴片，20，1/16W，5%，0402	VISHAY, CRCW040220R0JNED
9	1	R9	电阻，贴片，0，1/16W，5%，0402	VISHAY, CRCW04020000Z0ED

演示板硬件

项目	数量	参考	零件描述	制造商/零件编号
1	7	E1 - E7	测试点，转塔，0.095"	MILL-MAX, 2501 - 2 - 00 - 80 - 00 - 00 - 07 - 0
2	0	J1	插头，3引脚	HIROSE ELECTRIC, DF3A - 3P - 2DSA
3	4	JP1 - JP4	2mm单排插头，3引脚	SAMTEC, TMM - 103 - 02 - L - S
4	4	JP1 - JP4	分流器	SAMTEC, 2SN - BK - G
5	4		尼龙支撑柱，0.625"高（卡扣式）	KEYSTONE, 8834（卡扣式）

重要注意事项

Linear Technology Corporation提供的演示板仅用于工程开发或评估目的，不适用于商业用途。该演示板可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不完整，可能不符合欧盟电磁兼容性指令或其他法规的技术要求。如果评估套件不符合演示板手册中规定的规格，可在交付日期起30天内退还以获得全额退款。用户需承担货物正确和安全处理的所有责任和义务，并免除Linear Technology Corporation因货物处理或使用而产生的所有索赔。由于产品采用开放式结构，用户有责任采取所有适当的静电放电预防措施。此外，该产品可能未获得监管合规或机构认证（如FCC、UL、CE等）。

总之，LT3652EDD在太阳能电池充电应用中表现出了诸多优势，其高效的充电性能、丰富的功能以及完善的保护机制，为电子工程师在设计相关电路时提供了一个可靠的选择。你在实际应用中是否遇到过类似的电池充电器？你对它的性能有什么期待呢？欢迎在评论区分享你的看法。