适用于任何化学物的简单电池充电器IC分享

　　许多由电池供电的设备通常需要各种各样的充电电源、电池化学组成、电压和电流。例如，随着适合所有类型电池化学组成的新型大电池组出现，功能丰富的高端消费型、医疗、工业和汽车电池充电器电路都需要更高电压和电流。此外，支持宽功率范围的太阳能电池板也用于为各种采用可充电密封铅酸（SLA）电池和锂电池的创新系统供电。例如人行道信号灯、便携式扬声器系统、垃圾压实机，甚至海上浮标灯。此外，太阳能应用中的一些铅酸（LA）电池是深循环电池，除了深度放电之外，还能长时间重复充电。深海浮标就是一个很好的实例，要求具备10年使用寿命。另一个示例是离网型（即与电力公司断开连接）可再生能源系统（如太阳能或风能发电），由于难以靠近维护，这些系统必须持久运行。
　　即使在非太阳能应用领域，最近的市场趋势也表明人们对高容量SLA电池重新燃起了兴趣。从成本/功率输出的角度来看，汽车或启动应用SLA电池的价格并不高，且可以在短时间内提供高脉冲电流，是汽车和其他汽车启动器应用的理想选择。嵌入式汽车应用的输入电压高于30 V，有的甚至更高。考虑一下具有防盗威慑作用的GPS定位系统；能够将典型的12 V输入降至2个串联锂离子电池（一般7.4 V）且需要提供高压保护的线性充电器，都具有应用价值。深循环铅酸电池是另一项深受工业应用欢迎的技术。其电池板比汽车电池更厚，设计放电量可以低至总容量的20%。通常用于需要长时间连续供电的场合，如叉车和高尔夫球车。然而，与锂离子电池一样，铅酸电池对过度充电很敏感，所以在充电过程中必须慎重处理。
　　针对众多输入电压、充电电压和充电电流组合需求，只有一小部分可采用基于电流集成电路（IC）的解决方案。其余更复杂的组合和拓扑，通常采用的集成电路和分立式组件组合，繁琐累赘。直到2011年，ADI公司利用其颇受欢迎的双芯片充电解决方案化解了这一市场难题，这种情况才得以改变。该解决方案由 LTC4000 电池充电控制器IC以及配套的外部补偿兼容型dc-dc转换器组成。

　　开关与线性充电器
　　传统线性拓扑电池充电器IC常常因其紧凑的尺寸、简单和低成本而受到重视。但是，这些线性充电器存在一些缺点，包括输入和电池电压范围有限、电流消耗量相对更高、功耗过高、充电端电极算法有限，以及相对效率更低（效率 ~ ［VOUT/VIN］ × 100%）。另一方面，开关模式电池充电器也因其灵活的拓扑结构，多化学充电、高充电效率（产生的热量极低，支持快速充电）、宽工作电压范围而受欢迎。但是，开关充电器也存在一些缺点，包括：成本相对较高，基于电感的设计更为复杂，可能会产生噪声，解决方案尺寸较大。基于上述原因，现代铅酸、无线电源、能量收集、太阳能充电、远程传感器和嵌入式汽车应用通常使用高压线性电池充电器供电。但是，现在有机会获得没有这些缺点的更现代化的开关模式充电器。

　　简单的降压电池充电器
　　设计人员设计充电解决方案时会面临一些严峻挑战，包括众多输入源和众多可用电池、充电电池的高容量以及高输入电压。
　　输入源的范围广泛且非常多变，但涉及电池充电系统，遇到的更复杂的问题包括：电压范围为5 V至19 V甚至更高的大功率壁式适配器、24 V整流AC系统、高阻抗太阳能电池板、汽车和重型卡车/Humvee电池。因此，能够在这些系统中使用的电池化学组合数量随之进一步增加，如锂基（锂离子、锂聚合物、磷酸铁锂（LiFePO4））和铅酸基，从而使设计面临更复杂的局面。
　　由于IC设计的复杂性，现有的电池充电IC主要局限于采用降压型（或降压）或更复杂的SEPIC拓扑。在这个组合中添加太阳能充电功能，会带来各种其他难题。最后，现有的一些解决方案为多种电池化学组成充电，一些采用板载终止方法。但是，到目前为止，还没有一种单一的IC充电器能够提供解决这些问题所需的所有性能特性。

　　功能多样的新款紧凑型充电器
　　能够解决上述问题的降压型IC充电解决方案需要具备以下大部分特性：
　　宽输入电压范围
　　宽输出电压范围，用于满足多个电池堆叠需求
　　灵活性—能够为多种电池化学组成充电
　　带有板载充电终止功能算法的简单自主操作（无需微处理器）
　　高充电电流，能够为大型高容量电池快速充电
　　太阳能充电功能
　　采用先进封装以提高散热性能和空间效率
　　ADI在几年前开发出颇受欢迎的LTC4000电池充电控制器IC（与外部补偿dc-dc转换器配合使用，构成功能强大且灵活的2芯片电池充电解决方案）之后，极大地简化了现有的非常复杂和麻烦的解决方案。为了实现PowerPath™控制、升压/降压功能，以及输入电流限制，解决方案包含了一个降压-升压dc-dc开关稳压器或一个降压开关稳压器充电器控制器（与一个前端增压控制器配对）、一个微处理器，以及多个IC和分立组件。主要缺点包括：操作电压范围有限、不具备太阳能电池板输入功能、无法为所有电池化学组成充电，以及没有板载充电终止功能。快速发展到现在，目前已经有一些更简单、更紧凑的单片式解决方案可用于解决这些问题。ADI公司提供的 LTC4162 和LTC4015 降压电池充电器均提供单芯片降压充电解决方案，支持多种充电电流等级和完整的功能组。