高效率USB 電源管理系統從汽車電源安全地給鋰離子/ 鋰聚合物電池充電

LTC4098 還 具 備 一 種 過 壓 保 護 功 能 , 在 不 穩 定 的 電源 電 壓 環 境 中 , 這 一 點 是 很 重 要 。 當 OVSENSE 引 腳上 的 電 壓 超 過 大 約 6V 時 , 過 壓 保 護 電 路 將 關 斷 一 個 N溝 道 保 護 MOSFET (M2)。 電 壓 保 護 的 上 限 值 僅 受 限 於MOSFET 的 擊 穿 電 壓 以 及 流 入 OVSENS 引 腳 的 電 流 。過 壓 保 護 功 能 覆 蓋 整 個 電 池 充 電 器 /電 源 管 理 器 系 統LTC4098 的 過 壓 保 護 功 能 可 保 護 電 路 的 任 何 部 分 。 在圖 1 中 , 保 護 作 用 被 擴 展 至 LT3480 的 V IN 輸 入 。 過 壓停 機 門 限 被 設 定 為 24V。 該 門 限 提 供 了 充 足 的 裕 度 以應 付 破 壞 性 的 過 壓 , 而 不 會 干 擾 電 路 的 正 常 運 作 。在 圖 1 中 ,M1 是 一 個 P 溝 道 MOSFET, 負 責 提 供 反 向電 壓 保 護 ; 而 M2 則 是 一 個 過 壓 保 護 MOSFET,M3用 於 對 LTC4098 的 OVGATE 輸 出 進 行 電 平 移 位 。如 果 HVIN 電 壓 小 於 0V, 則 通 過 R3、R4 和 R5 把M1 和 M2 的 柵 極 和 源 極 電 壓 均 保 持 在 地 電 位 , 從 而確 保 它 們 處 於 關 斷 狀 態 。 如 果 HVIN 電 壓 位 於 8V 和約 24V 之 間 , 則 通 過 LTC4098 的 OVGATE 引 腳 將M3 的 柵 極 驅 動 至 高 電 平 。 這 將 通 過 把 M1 和 M2 的 柵極 電 壓 拉 至 其 源 極 電 壓 以 下 7V 至 10V ( 利 用 M3、D1、R1 和 R5) 來 接 通 M1 和 M2。 當 M1 和 M2 接 通 時 ,電 流 將 從 HVIN 流 至 V IN , 系 統 將 正 常 運 作 。如 果 HVIN 輸 入 超 過 約 24V, 則 LTC4098 將 把 M3的 柵 極 驅 動 至 地 電 位 , 這 允 許 R5 把 M1 和 M2 的 V GS減 小 至 0V, 從 而 將 它 們 關 斷 並 使 HVIN 與 V IN 斷 接 。M1、M2 和 M3 具 有 一 個 100V 的 BV DSS , 所 以 該 電路 能 夠 承 受 約 –30V 至 100V 的 電 壓 。 它 將 在 8V 至 大約 24V 的 電 壓 範 圍 內 正 常 運 作 。 這 種 組 合 非 常 適 合於 嚴 酷 的 汽 車 環 境 , 因 而 提 供 了 一 款 用 於 從 汽 車 電源 系 統 來 給 鋰 離 子 電 池 充 電 的 堅 固 、 低 成 本 和 高 效的 解 決 方 案 。最 後 , 設 定 OVSENS 電 阻 分 壓 器 需 要 謹 慎 從 事 。 對 於一 個 處 於 約 2V 至 6V 之 間 的 OVSENS 電 壓 ,V OVGATE= 1.9 • V OVSENS 。OVSENS 箝 位 於 6V, 而 流 入 ( 或 流出 ) OVSENS 引 腳 的 電 壓 應 不 超 過 10mA。 所 選 的 電阻 分 壓 器 將 HVIN 電 壓 減 低 4 倍 , 於 是 當 HVIN 電 壓超 過 大 約 8V 時 ,M3 具 有 足 夠 的 柵 極 電 壓 以 實 現 接通 。 當 HVIN = 100V 時 , 流 入 OVSENS 引 腳 的 電 流 僅為 2.25mA ( 遠 遠 低 於 10mA 的 限 值 )。如 圖 2 所 示 ,V IN 僅 在 HVIN 處 於 8V 至 24V 區 域 內時 存 在 。 圖 3 給 出 了 一 幅 重 點 表 現 負 載 突 降 斜 坡 的特 寫 。ISO7637 測 試 斜 坡 在 5ms 的 時 間 裡 從 13.2V 上升 至 90V 。 存 在 一 個 220µs 的 關 斷 延 遲 — OVGATE走 低 至 M1 和 M2 的 柵 極 電 壓 — 這 將 在 V IN 上 產 生一 個 過 衝 。 該 過 衝 的 最 大 值 為 3.5V (V VIN (MAX) ≈27.5V)。 可 針 對 不 同 的 斜 坡 速 率 來 計 算 這 個 過 衝 的大 小 , 於 是 :V OVERSHOOT = ∆V/∆t • t DELAY其 中 的 ∆V = (90V – 13.6V),∆t = 5ms, 而 t DELAY= 220µs, 因 此 ,V OVERSHOOT = 3.36V。如 果 希 望 延 遲 較 短 ( 因 而 過 衝 較 小 ), 則 一 個 有 源 關 斷電 路 能 夠 把 從 OVGATE 至 M1 和 M2 柵 極 的 延 遲 縮 短至 幾 微 秒 。結 論LT3480 高 電 壓 降 壓 型 穩 壓 器 和 LTC4098 鋰 離 子 / 鋰聚 合 物 電 池 充 電 器 再 加 上 少 量 的 外 部 元 件 , 便 造 就 了一 款 堅 固 型 高 性 能 鋰 離 子 電 池 充 電 器 , 適 合 於 那 些 插入 汽 車 電 源 的 便 攜 式 電 子 產 品 , 並 保 持 了 與 USB 電源 的 兼 容 性 。 該 電 路 提 供 了 客 戶 所 期 盼 的 全 部 功 能 以及 針 對 電 池 反 接 和 負 載 突 降 瞬 變 的 電 壓 保 護 。產 品 手 冊 下 載www.linear.com.cn圖 2: 按 照 ISO7673 標 準 提 供 了 可 安 全承 受 輸 入 瞬 變 的 過 壓 保 護 功 能圖 3: 用 於 顯 示 在 HVIN 上 過 衝 的圖 2 波 形 特 寫如 要 獲 得 更 多 資 料 或 技 術 支 持 , 請 与 我 們 的 銷 售部 或 當 地 分 銷 商 聯 絡 , 也 可 瀏 覽 我 們 的 网 址 :www.linear.com.cn 或 電 郵 到 info@linear.com.cn凌 力 爾 特 有 限 公 司Linear Technology Corp. Ltd.www.linear.com.cn香 港 電 話 :(852) 2428-0303北 京 電 話 :(86) 10-6801-1080上 海 電 話 :(86) 21-6375-9478深 圳 電 話 :(86) 755-8236-6088艾 睿 電 子 亞 太 有 限 公 司Arrow Asia Pac Ltd.www.arrowasia.com香 港 電 話 :(852) 2484-2484北 京 電 話 :(86) 10-8528-2030上 海 電 話 :(86) 21-2893-2000深 圳 電 話 :(86) 755-8836-7918駿 龍 科 技 有 限 公 司Cytech Technology Ltd.www.cytech.com香 港 電 話 :(852) 2375-8866北 京 電 話 :(86) 10-8260-7990上 海 電 話 :(86) 21-6440-1373深 圳 電 話 :(86) 755-2693-5811派 睿 電 子 有 限 公 司Premier Electronics Limitedwww.premierelectronics.hk香 港 電 話 :(852) 2268-9888北 京 電 話 :(86) 10-6260-8088上 海 電 話 :(86) 21-6249-3311好 利 順 電 子 香 港 有 限 公 司Nu Horizons Electronics Asia Pte Ltd.www.nuhorizons.com香 港 電 話 :(852) 3511-9911北 京 電 話 :(86) 10-8225-1376上 海 電 話 :(86) 21-6441-1811深 圳 電 話 :(86) 755-3398-2850dn464fa 0809 142.8K • PRINTED IN CHINA© LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2009