演示电路 973：单节锂离子电池充电器快速入门指南

一、引言

在电子设备中，合适的电池充电器至关重要。今天要介绍的演示电路 973，是一款用于单节 4.2V 锂离子电池的完整恒流、恒压充电器，采用了 LTC4069EDC 芯片，它在性能和安全性上都有出色的表现。

文件下载：DC973A.pdf

二、电路概述

芯片特性

演示电路 973 采用的 LTC4069EDC 芯片封装在 2 X 2 mm 的 DFN 小封装中。其内部的 P 沟道功率 MOSFET 搭配独特的热反馈回路，能在高温或高功耗条件下降低输出电流。这一特性使得充电器在正常条件下可提供较高的充电电流，而在异常条件（如高温、高输入电压或低电池电压）下仍能安全充电。

预设参数

预设浮充电压为 4.2V，精度达 ±0.6%。充电电流预设为 750mA，通过 PROG 端子到地连接一个外部电阻，可轻松设置更低的电流，同时该端子还能用于监测充电电流。

其他特性

1. NTC 端子：通过靠近电池的热敏电阻来感应电池温度。
2. 跳线功能：电路板上的两个跳线用于关机和选择外部热敏电阻功能。
3. 充电定时器：4.5 小时定时器用于充电终止，充电周期的时间更短。
4. 保护功能：具备欠压锁定、低电池充电调节（涓流充电）和软启动功能，以限制浪涌电流。
5. LED 指示：LED 可指示多种充电状态。常亮表示充电电流大于编程电流的 10%；熄灭表示接近充满；闪烁表示故障状态，不同的闪烁频率和占空比对应不同的故障情况。

封装优势

6 引脚 2mm x 2mm DFN 热增强封装，底部有外露金属焊盘，可焊接到 PCB 板上，提高功率耗散。使用小型表面贴装元件，最小化电路板空间和高度。

三、典型规格参数（25°C）

参数	详情
输入电压范围 VIN	3.75 至 7V（上限受 PCB 板功率耗散限制）
输入欠压锁定	3.6V ±6%
输出浮充电压 VBAT（恒压模式）	4.2V ±0.6%
输出电流 IBAT（恒流模式）	750mA ± 5%
PROG 端子电流监测输出	1V ±5% @ 满电流
充电终止定时器	4.5 小时 ±30%
再充电终止定时器	2.25 小时 ±30%
CHRG LED 指示（C/10 阈值）	75mA, ± 10%
CHRG LED 指示（故障闪烁频率）	2Hz（典型值）

四、快速启动步骤

准备工作

充电器可使用实际锂离子电池或电池模拟器进行评估，电池模拟器能更快模拟各种电池充电状态。电池模拟器由可调电源和跨接在电源输出端的负载电阻组成，选择合适的电阻值，当电源设置为 2.8V 时可提供约 800mA 电流，电源在调整到 4.2V 时需提供至少 1.3A 电流。

具体操作步骤

1. 连接设备：将跳线 JP1 和 JP2 置于左侧位置，将输入电源和电池模拟器电源调至 0V，按图 1 连接到演示板。可在 BAT 端子和电池模拟器正极端子之间放置电流表或 100m 电流检测电阻测量充电电流，用 4 ½ 位 DVM 测量电池电压，用 DVM 监测 PROG 和 GND 端子的电压，该电压与充电电流成正比。
2. 开启充电：逐渐增加输入电源电压至 5V，当电压超过约 3.8V（欠压锁定阈值）时，CHRG LED 点亮，75mA 的预调节涓流充电开始，DVM 3 显示 100mV 表示 10% 的充电电流。
3. 调整电流：将电池模拟器电源调至 3V，当达到约 2.9V 的涓流充电阈值时，充电电流突然增加到编程的 750mA（DVM 2 显示 75mV），DVM 3 测量为 1.0V 表示 100% 充电电流。
4. 恒压充电：继续缓慢增加电池模拟器电源，模拟锂离子电池接受充电。当接近 4.200V 的浮充电压时，充电电流开始下降，进入恒压充电阶段。此时要尽量减小充电器输出与电池之间的直流电阻，否则充电电流会提前下降。
5. 接近充满：继续增加电池模拟器电源，直到充电电流降至约 75mA（编程值的 10%），CHRG LED 熄灭，表示接近充满（约 94% 充电水平）。继续增加模拟器电压，直到充电电流降至约 5 或 10mA，读取 DVM 1 上的电池浮充电压。充电周期将持续到 4.5 小时定时器结束，电池达到 100% 充电水平。
6. 再充电：充电周期结束后，若电池电压下降约 100mV，将开始再充电周期，时间缩短至 2.25 小时。
7. 验证关机模式：移除跳线 JP1，观察充电电流降至 0mA，CHRG LED 熄灭。
8. 验证热敏电阻功能：移除跳线 JP2，观察充电电流降至 0mA，CHRG LED 以 2Hz 频率、20% 占空比闪烁。也可用电阻替换盒模拟热敏电阻温度，当热敏电阻值小于约 54k（40°C）或大于约 326k（0°C）时，LED 开始闪烁。

五、总结

演示电路 973 单节锂离子电池充电器为电子工程师提供了一个可靠的充电解决方案。其丰富的功能和易于操作的特点，使其在实际应用中具有很高的价值。大家在实际设计和使用过程中，不妨多尝试不同的参数设置，看看能否进一步优化充电效果，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。