探索LTC1980：集電池充電與DC/DC轉(zhuǎn)換于一體的多功能芯片

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源管理一直是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。今天，我們要深入了解一款功能強(qiáng)大的芯片——LTC1980，它將電池充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器集成于一身，為電子設(shè)備的電源設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的解決方案。

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一、LTC1980的特性亮點(diǎn)

1. 高度集成

LTC1980單個(gè)控制器IC集成了電池充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器，墻式適配器電壓可以高于或低于電池電壓。LDO控制器允許從墻式適配器輸入同時(shí)進(jìn)行充電和調(diào)節(jié)，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，減少了電路板空間和成本。

2. 多電池類型支持

它不僅是一個(gè)獨(dú)立的鋰離子電池充電器，具備充電終止、過壓保護(hù)、短路電池檢測(cè)和電池再充電等功能，還提供可選的4.1V、4.2V、8.2V和8.4V浮充電壓。同時(shí)，它也能作為簡(jiǎn)單的鎳氫和鎳鎘電池充電器。

3. 高效節(jié)能

通過引腳可編程的調(diào)節(jié)器突發(fā)模式（Burst Mode?）操作和關(guān)斷功能，實(shí)現(xiàn)了高效率。采用高效的電流模式300kHz PWM，在保證性能的同時(shí)降低了功耗。

4. 可靠保護(hù)

具備欠壓保護(hù)和軟啟動(dòng)功能，確保在電流受限的墻式適配器下也能正常啟動(dòng)。

5. 小巧封裝

采用24引腳SSOP封裝，體積小巧，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

LTC1980適用于多種電子設(shè)備，如數(shù)碼相機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理以及1W至10W的不間斷電源等。這些設(shè)備通常對(duì)電源的穩(wěn)定性和效率有較高要求，LTC1980正好滿足了這些需求。

三、工作原理剖析

1. 整體功能

LTC1980集成了PWM功率控制，用于給電池充電，并將電池電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出，或者在從非穩(wěn)壓交流墻式適配器為系統(tǒng)負(fù)載供電的同時(shí)為電池充電。與現(xiàn)有的多IC解決方案相比，將這些功能集成到單個(gè)IC中，不僅減小了電路板面積，還降低了成本。

2. 電池充電模式

當(dāng)墻式適配器接入時(shí)，LTC1980作為恒流/恒壓PWM電池充電器工作。如果電池深度放電且電壓低于2.7V，充電器將以編程的涓流充電電流開始充電。當(dāng)電池電壓超過2.7V時(shí)，進(jìn)入恒流充電階段，直到電池接近編程的充電電壓（4.1V或4.2V/節(jié)），此時(shí)進(jìn)入恒壓充電階段，直到定時(shí)器終止充電周期。

3. 電源轉(zhuǎn)換模式

當(dāng)墻式適配器移除時(shí)，LTC1980作為DC/DC PWM轉(zhuǎn)換器，使用電池作為輸入電源，為系統(tǒng)負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓。它采用電流模式開關(guān)，開關(guān)占空比直接由開關(guān)電流控制。

四、電氣特性詳解

文檔中詳細(xì)列出了LTC1980的各項(xiàng)電氣特性，包括正電源電壓、反饋電壓、突發(fā)模式工作電源電流、欠壓鎖定電壓等。這些參數(shù)在不同的工作條件和溫度范圍內(nèi)都有明確的規(guī)定，為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。

五、引腳功能與應(yīng)用信息

1. 引腳功能

LTC1980的每個(gè)引腳都有特定的功能，如PROG引腳用于編程充電電流比，PROGT引腳用于編程涓流充電電流，REGFB引腳用于編程DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓等。了解這些引腳的功能對(duì)于正確使用芯片至關(guān)重要。

2. 應(yīng)用信息

在應(yīng)用方面，需要根據(jù)具體需求設(shè)置電池充電電流、浮充電壓、DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓等。文檔中給出了相應(yīng)的計(jì)算公式和建議值，例如設(shè)置充電電流的公式為： [R{TRKL }=frac{V{REF } cdot R 7}{I{TRICKLE } cdot R{S} cdot A{V}}] [R{CHRG }=frac{V{REF } cdot R 7}{left(I{NORMAL }-I{TRICKLE }right) cdot R{S} cdot A{V}}] 其中(A{V}=2.44)，(V_{REF}=1.225V)，建議(R7)的值為10k。

此外，還需要注意MODE引腳的操作，它可以選擇不同的工作模式，包括電池充電和DC/DC轉(zhuǎn)換模式，并能啟用或禁用突發(fā)模式操作。

六、組件選擇要點(diǎn)

1. 電流感測(cè)電阻

電壓降應(yīng)限制在最大負(fù)載電流下相對(duì)于地約±100mV，以平衡低電流信號(hào)和電阻損耗。為了獲得最佳充電電流精度，建議采用開爾文感測(cè)。

2. MOSFETs

LTC1980使用低側(cè)MOSFET開關(guān)，采用N溝道MOSFET通常能提高效率，并且可以使用具有相對(duì)較低絕對(duì)最大(V{GS})額定值的低(V{T})（邏輯電平）MOSFET。

3. 變壓器

匝數(shù)比會(huì)影響功率轉(zhuǎn)換器的占空比，進(jìn)而影響功率MOSFET上的電流和電壓應(yīng)力、輸入和輸出電容的RMS電流以及變壓器的利用率。通常選擇50%占空比的匝數(shù)比能獲得較好的結(jié)果，并且應(yīng)避免變壓器在所有工作條件下飽和。

4. 電容器

要檢查電路兩側(cè)電容器的RMS電流額定值，建議使用低ESR和ESL的電容器，如Sanyo的OS-CON電容器。

5. 二極管

在低電壓應(yīng)用中，應(yīng)在PWM電源的MOSFET的漏極和源極之間并聯(lián)肖特基二極管，以提高效率。

七、相關(guān)部件推薦

文檔還列出了一些相關(guān)的部件，如LT1170/LT1171/LT1172、LT1571、LTC1729等，這些部件在不同的電源管理應(yīng)用中具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，工程師可以根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。

總之，LTC1980是一款功能強(qiáng)大、性能可靠的芯片，為電子設(shè)備的電源設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和電路設(shè)計(jì)要求，合理選擇組件，正確設(shè)置參數(shù)，以充分發(fā)揮LTC1980的優(yōu)勢(shì)。你在使用LTC1980的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。