锂电池集成电路内的热调节功能

        当今许多靠电池供电的手持式设备都设有一个电池充电器。这些设备的电池通常都为锂离子电池，其功率密度可在400mA/h～1.5A/h范围内变化。可以使用一种线性充电器给这种锂离子电池进行充电，而且这种充电器通常比基于转换器的方案在外形上明显更小，操作更简便，成本更低，但它有一个主要缺点，即能耗太高。当输入电压高于锂离子电池的电压时，线性充电器产生的热量足以损坏自身或其他邻近元件。典型的工作状态（即锂离子电池电压随充电过程的进行而逐渐升高）只是暂时现象，但正是由于这些典型的工作状态需要，在设计中决定充电电流与集成电路温度的最大容许值时必须充分地加以考虑。当然，一种解决这种过热问题的简单方法是降低充电过程中整个恒流阶段的充电电流，但这种方法伴随的问题是充电时间的相应延长。
        采用LTC1733锂离子电池线性充电器，可解决充电过程的过热问题且可实现快速充电。这种新颖的集成电路采用内部反馈来调节充电电流和限制芯片温度。LTC1733锂离子电池线性充电器可以通过编程设定一个很大的充电电流，而且不会损坏任何集成电路和任何其他元件，并可不设计过热保护电路。为了进一步改进热传递性，LTC1733采用了热增强型10引脚MSOP封装结构。该集成电路只需要3个外部元件便可提供一个完整的锂离子电池充电器解决方案。
        LTC1733的一个内部功率FET允许编程设定的最大充电电流可达1.5A，精度为7%，以确保充电快速和完全。这种内部FET还可省掉一个外部电流检测电阻或限流二极管，锂离子电池的电压可通过引脚选择（4.1V或4.2V），精度是1%，可防止过充电带来的危险或欠充电造成的锂离子电池容量不足。LTC1733包含了一个可编程充电终止定时器和热敏电阻输入端，以保证充电全过程的温度符合要求。LTC1733的状态输出包括：用以指示充电后期（C/10）状态的充电检测、决定充电是否可以进行下去的壁式电源适配器状态检测、充电电流监测以及用以识别故障锂离子电池的检测。锂离子电池电压过低预充电电路，可安全地为过放电锂离子电池充电，并采取自动续充方式确保锂离子电池总能充电充分。当没有壁式电源适配器或该部件关闭的时候，为保持锂离子电池的能量，LTC1733的锂离子电池漏电流降到5μA以下。
        LTC1733给锂离子电池充电时，须在VCC端处施加至少4.5V的输入电压。ACPR端随后降为低电平（PulLow），指示输入电压条件已满足。此外，必须用一个精度为1%的电阻器把PROG端与GND端相连，使额定充电电流设定为100V/RPROG。而后CHPG端为低电平，指示充电循环开始。tiMER端和GND端之间用电容器连接，充电终止时间设定为3h，电容器容量为100μF。
        如果在充电循环开始时BAT端的电压低于2.48V，则锂离子电池进入预充电阶段。此时充电电流将为设定值的1/10，以使锂离子电池电压逐渐升高。如果锂离子电池损坏，且在1/4的设定终止时间内电压升不到2.48V以上，则充电循环终止，且FAULT状态输出端将锁存为低电平，指示锂离子电池已坏。ACPR、CHRG和FAULT三个状态输出端全都输出高电平，使LED点亮。在预充电阶段，锂离子电池电压上升到2.48V以上（充电循环开始后不久会明显表现出来），LTC1733将为锂离子电池提供由 RPROG设定的恒定充电电流。LTC1733将一直保持恒流模式，直到BAT端的电压接近所选择的恒压充电电压（SEL端电压等于0V时为4.1V，等于VCC时为4.2V）为止，此后进入恒压模式。在恒压模式下，LTC1733将开始减小充电电流以保持BAT端的恒压。当电流减至最大设定充电电流的10%时，内部比较器会断开CHRG端，并显示接近充电结束（C/10）状态。与电流达到C/10时便结束充电过程的充电器不同，LTC1733在到达C/10点后，只要终止定时器的设定时间未到，就会继续给锂离子电池充电，以保证锂离子电池充电充分。在C/10处终止充电过程，锂电池只能充到其容量的90% ～95%，而在C/10后继续充电并按时间要求结束，可使锂离子电池的容量充到100%。一旦充电结束，CHRG端便呈现高阻抗状态。