INFORMACJA O PODZESPO£ACH

81

LTC4054L-4.2

Uk³ad do ³adowania akumulatorów litowo-jonowych

Producent

Linear Technology

Zastosowanie

q

Telefony bezprzewodowe

q

Przenoœne odtwarzacze MP3

q

Telefony komórkowe

q

Urz¹dzenia systemu Bluetooth

q

Wielofunkcyjne zegarki na rêkê

q

Urz¹dzenia systemu okreœlania po³o¿enia GPS

Podstawowe w³aœciwoœci

q

Pr¹d ³adowania programowany w zakresie od 10 do 150 mA

q

£adowanie ze sta³ym pr¹dem lub sta³ym napiêciem, z regula-

cj¹ termiczn¹

q

Unikniêcie koniecznoœci do³¹czania zewnêtrznego tranzysto-

ra MOSFET, rezystora polaryzuj¹cego i diody blokuj¹cej

q

Do³adowywanie automatyczne

q

Ustalanie napiêcia akumulatora równego 4,2 V

z dok³adnoœci¹

±

1 %

q

Wyposa¿enie w koñcówkê sygna³u stanu ³adowania

q

Mo¿liwoœæ ³adowania bezpoœrednio z portu USB

q

Bardzo cienka (1 mm), 5-koñcówkowa obudowa typu SOT-23

Parametry graniczne

q

Wejœciowe napiêcie zasilaj¹ce

_ 0,3

÷

10 V

q

Napiêcia na koñcówkach:

PROG

_ 0,3

÷

(U

CC

+ 0,3) V

CHRG

_ 0,3

÷

+10 V

BAT

_ 0,3

÷

+7 V

q

Czas trwania zwarcia na koñcówce BAT

nieograniczony

q

Maksymalny pr¹d w koñcówce BAT

200 mA

q

Maksymalny pr¹d w koñcówce PROG

1,5 mA

q

Maksymalna temperatura struktury

125

o

C

q

Zakres temperatury pracy

_40

÷

85

o

C

Opis uk³adu

LTC4054L jest kompletnym uk³a-

dem do ³adowania pojedynczych

pastylkowych akumulatorów litowo-

jonowych. Jego ma³e rozmiary

i mo¿liwoœæ nastawiania ma³ych pr¹-

dów ³adowania powoduj¹, ¿e jest

szczególnie u¿yteczny w urz¹dze-

niach przenoœnych do ³adowania

akumulatorów o ma³ej pojemnoœci.

Cykl ³adowania

Cykl ³adowania rozpoczyna siê, gdy napiêcie na koñcówce V

CC

wzroœnie powy¿ej progowego UVL0 równego 3,8 V, pod warun-

kiem, ¿e do uk³adu jest do³¹czony rezystor R

PROG

. Jeœli napiêcie

na akumulatorze (koñcówka BAT) jest mniejsze ni¿ 2,9 V, to uk³ad

wchodzi w tryb pod³adowywania ma³ym pr¹dem (trickle mode).

W tym trybie uk³ad LTC4054L dostarcza do akumulatora pr¹d

równy ok. 1/10 pe³nego zaprogramowanego pr¹du ³adowania,

aby doprowadziæ napiêcie akumulatora do poziomu bezpieczne-

go dla ³adowania pe³nym pr¹dem.

Gdy napiêcie akumulatora wzroœnie powy¿ej 2,9 V, ³adowarka

wchodzi w tryb ³adowania pe³nym pr¹dem i do akumulatora jest

dostarczany zaprogramowany pr¹d ³adowania. Po osi¹gniêciu

na koñcówce BAT docelowej wartoœci napiêcia 4,2 V uk³ad wcho-

dzi w sta³onapiêciowy tryb pracy i pr¹d ³adowania zaczyna siê

zmniejszaæ. Gdy pr¹d zmniejszy siê do 1/10 wartoœci zaprogramo-

wanej, cykl ³adowania siê koñczy. Spe³nienie tego warunku jest wy-

krywane przez wewnêtrzny komparator monitoruj¹cy napiêcie na

koñcówce PROG. Gdy zmniejszy siê ono poni¿ej wartoœci 100 mV

na czas d³u¿szy ni¿ 1 ms, wówczas nastêpuje zakoñczenie ³ado-

wania. Pr¹d ³adowania jest od³¹czany i uk³ad wchodzi w tryb

czuwania z pr¹dem zasilaj¹cym zredukowanym do 200

µ

A. Filtr

czasowy 1 ms jest niezbêdny, gdy¿ podczas ³adowania mog¹ po-

jawiaæ siê bardzo krótkotrwa³e przerzuty zmniejszaj¹ce napiêcie

poni¿ej 100 mV, mimo ¿e pr¹d ³adownia nie spada poni¿ej 1/10 za-

programowanego. Takie przerzuty mog³yby spowodowaæ przed-

wczesne zakoñczenia ³adowania.

W trybie czuwania uk³ad stale monitoruje napiêcie na koñcówce

BAT. Gdy tylko zmniejszy siê ono poni¿ej progu do³adowania

4,05 V, to jest inicjowany nastêpny cykl ³adowania.

Programowanie pr¹du ³adowania

Pr¹d ³adowania I

CHRG

programuje siê rezy-

storem R

PROG

do³¹czonym miêdzy koñcówk¹

BAT i mas¹. Korzysta siê z wzoru

Mierz¹c napiêcie na koñcówce PROG mo¿na

monitorowaæ pr¹d ³adowania pobierany z koñ-

cówki BAT obliczaj¹c go z wzoru

150

R

U

I

PROG

PROG

BAT

=

PROG

CHRG

R

V

150

I

=

Opis koñcówek

Rys. 1. Rozmieszczenie

koñcówek (widok z góry)

Rys. 2. Typowe zastosowanie do ³adowania pastylkowego akumulatora litowo-jonowego:

a _ schemat, b _ przebieg pr¹du ³adowania i napiêcia akumulatora podczas cyklu ³adowania

Czas [h]

Napiêcie akumulatora [V]

Pr¹d ³adowania [mA]

Ucc =Uwe

4,35

÷

5,25 V

90 mA

4,2 V
Akumulator
Li-Ion

BAT

PROG

4

3

5

2

a)

b)

INFORMACJA O PODZESPO£ACH

WskaŸnik stanu ³adowania

Stan niskopr¹dowy na wyjœciu CHGR wskazuje, ¿e napiêcie za-

silaj¹ce jest do³¹czone i jest wiêksze od wartoœci progowej

UVL0 (3,8 V), a wiêc uk³ad jest przygotowany do ³adowania.

Wyjœcie CHRG jest wtedy Ÿród³em pr¹dowym 20

µ

A. Pod-

czas ³adowania koñcówka CHRG jest w stanie wysokopr¹do-

wym z poborem pr¹du 10 mA. Do³¹czaj¹c LED miêdzy koñców-

kami CHRG i V

CC

uzyskuje siê wskaŸnik ³adowania. Jeœli wej-

œciowe napiêcie zasilaj¹ce jest od³¹czone lub jest mniejsze od

wartoœci progowej, to koñcówka CHGR jest w stanie wysokiej

impedancji. Odró¿nianie stanów na koñcówce CHGR mo¿na

zrealizowaæ np. stosuj¹c mikroprocesor.

Zabezpieczenia termiczne

Wewnêtrzna termiczna pêtla sprzê¿enia zwrotnego ograni-

cza zaprogramowany pr¹d ³adowania, jeœli temperatura struk-

tury monolitycznej zbli¿a siê do ustawionej wartoœci ok. 120

o

C.

Takie rozwi¹zania chroni uk³ad LTC4054L przed nadmiern¹

temperatur¹ i u³atwia u¿ytkownikom projektowanie p³ytek dru-

kowanych z uwzglêdnieniem warunków termicznych.

Parametry charakterystyczne (pe³ny zakres temperatury pracy, Ucc = 5 V, jeœli nie

zaznaczono inaczej)

Temperatura

struktury

4

3

1

5

2

do BAT

Vcc

Rys. 3. Schemat blokowy uk³adu LTC4054L

Rys. 4. Pe³ny uk³ad do ³adowania pastylkowego akumulatora litowo-jonowego

SHDN

Ucc = Uwe = 5 V

£adowanie

2

2

5

3

Akumulator

5

,

GND

GND

+ 5 V

Rys. 5. Uk³ad do ³adowania z zabezpieczeniem przed odwróceniem

polaryzacji napiêcia wejœciowego

Blokada przy zbyt niskim napiêciu

Napiêcie wyjœciowe jest monitorowane przez uk³ad wewnêtrz-

ny utrzymuj¹cy LTC4054L w stanie zablokowania dopóki na-

piêcie U

CC

nie wzroœnie powy¿ej dolnego progu UVL0 (3,8 V).

Uk³ad ma histerezê 200 mV.

Szczegó³owy opis uk³adu mo¿na znaleŸæ na stronach interne-

towych firmy Linear Technology: http://www.linear-tech.com

(mn)

n

Akumulator