摘要：介绍带有预置电压和终止标志的恒流/恒压充电控制器LT1571系列电路的特点、引脚功能、工作原理及其典型应用。
1概述
LT1571电路是一种简单、高效、可对电池快速充电的脉宽调制式充电控制器。它可以对LiIon、NiMH、NiCd电池进行恒压/恒流充电。器件内部的晶体管可以输出1.5A直流电流（2A峰值电流），器件内部的电流传感电阻器可以将充电电流精度控制在5％以内。恒压输出可以选择每节电池为4.1V或4.2V，精度为0.6％。
LT1571可以充电的电池范围为1V～20V，高效率、小体积的充电器可以提供的最大开关频率为200kHz（LT15711，LT15712）、500kHz（LT15715），当充电电流降低到设定的20％时，FLAG引脚上将输出一个电平信号以指示LiIon电池已接近充满。LT15711、LT15712是28引脚的窄间距SSOP型封装。LT15715是16引脚的窄间距SSOP型封装。
表1列出LT1571系列的主要特点及功能。
LT1571系列的极限参数如下：
供电电压VCC：28V
表1LT1571系列的性能型号特点功能LT1505恒流/恒压充电控制器，带输入限流高效同步Buck拓扑，使用外接N沟MOS管，带预置电压及输入限流。LT1510200kHz恒流/恒压充电控制器最大充电电流1.5A，用于LiIon、NiCd、NiMH及铅酸电池。LT15105500kHz恒流/恒压充电控制器最大充电电流1A，用于LiIon、NiCd、NiMH及铅酸电池。LT1511200kHz恒流/恒压充电控制器，带输入限流最大充电电流3A，用于LiIon、NiCd、NiMH及铅酸电池。LT1512500kHz恒流/恒压充电控制器采用SEPIC拓扑，输入电压可高于也可低于电池电压，最大充电电流1.5A，用于LiIon、NiCd、NiMH及铅酸电池。LT1513500kHz恒流/恒压充电控制器采用SEPIC拓扑，输入电压可高于也可低于电池电压，最大充电电流2A，用于LiIon、NiCd、NiMH及铅酸电池。LTC1729LiIon电池充电控制器带自动结束功能，C/10充电速率检测及定时功能。LTC1731线性恒流/恒压充电控制器线路简单，使用外部MOS管，可预置电压，C/10充电速率检测，可预置充电时间。LTC1759带SMBUS（总线控制型）的恒流/恒压智能充电控制器在LT1505基础上外加SMBUS。LT1769200kHz恒流/恒压充电控制器最大充电电流2A，用于LiIon、NiCd、NiMH及铅酸电池。
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图1引脚排列
BOOST引脚相对于VCC电压：20V
开关电流（峰值）：2A
FLAG引脚输出电平：VCC
2引脚说明
LT1571的引脚如图1所示。内部原理框图如图2所示。各个引脚的功能如下所述。
GND：接地引脚。
SW：NPN功率管的发射极，外部电路的肖特基二极管在连接到SW引脚和GND引脚间的走线必须很短。
VCC1、VCC2：输入供电引脚。为了更好的旁路，要求连接一个低ESR，10μF或更高容量的电容器，引线尽量短。VCC应该在8V和26V间变化，当VBAT低于10V时，VCC至少要高于VBAT2V，当VBAT大于10V时，VCC至少要高于VBAT2.5V，当VCC低于7V（典型值）时，欠压锁定装置启动，输出晶体管关断。注意从SW引脚
到VCC引脚有一个内部寄生二极管（当接电池时，不要使VCC低于SW的值超过0.7V）。
BOOST：这个引脚用来自举、驱动NPN开关管到一个低导通电压值，对于低功耗的功率管，当晶体管导通时，VBOOST=VCC＋VBAT。对于更低的功率耗散来说，VBOOST=3V～6V。
SENSE：电流放大器CA1的输入引脚，可从电池的＋、－极传感。注意电流传感电阻器RS1（0.08Ω）连接在SENSE引脚与BAT引脚之间。
BAT1：电流放大器CA1的输入引脚。
BAT2（LT15712，LT15715）：这个引脚用来连接电池和内部预置电压设定电阻器。当器件处于关断状态或输入电源未连接时，内部开关电路不连接从电池来的电阻分压器。不连接的作用是消除来自电阻分压器的漏电流。如果用内部预定分压器，BAT2引脚连接到电池阳极。否则，此引脚连接到地，在此引脚上的最大电压为20V。
PROG：这个引脚控制充电电流及系统回路补偿。充电电流可以这样计算：2000×从PROG引脚流出的电流。在正常操作期间，VPROG保持在2.465V左右。如果PROG引脚短接到地，开关管停止工作，采用微处理控制器DAC来设定充电电流，它必须能吸收电流，使之保持在2.465V左右。
VC：这是电流模式PWM的内部回路控制信号，在0.9V时转换开始，在正常工作情况下，更高的VC对应更高的充电电流。至少0.1μF的电容器接地以滤除噪音并控制软启动速率。此引脚拉低于0.6V时，器件关断。流出此引脚的典型电流是60μA。当VC被拉低于40mV时，LT1571供给电流降低到典型值150μA。
SELECT（LT15712，LT15715）：这个引脚用来选择预定电池电压。对于LT15712来说，此引脚开路选择8.2V电池，此引脚接地选择8.4V电池。对于LT15711来说，此引脚开路选择4.1V电池，此引脚接地选择4.2V电池。对于其它的电池电压，用可调的LT15711。
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图2内部原理框图
VFB（LT15711）：这个引脚是用一个2.465V的阈值输入到放大器VA（如方框图所示）。典型输入电流大约3mA。当给电池充电时，VA监测电池电压，当电池电压达到预定值时，减小充电电流。如果不用它（仅恒流模式），VFB引脚应该接地。
CAP：一个从CAP引脚到地的0.1μF的电容器是必需的，滤除取样的充电电流信号，当充电电流降到设定的最大充电电流的20％时，这个滤波信号用来置位FLAG引脚。在CAP引脚加一个电阻器能将阈值电平设置成设定的最大充电电流的7.5％。
FLAG：这个引脚是一集电极开路输出端，用来指示充电结束。当充电电流降低到设计的充电电流的某一百分点时，FLAG引脚由低电平驱动。可认为是CAP引脚的作用。如果用了这个功能，就需要一个上拉电阻器。这个引脚能耗散至少1mA，这个引脚上的最大电压是VCC。
3工作原理
LT1571是电流模式的PWM降压充电器，电池的充电电流由在PROG引脚的电阻器RPROG（或一个DAC输出电流）来设定（参见方框图）。放大器CA1通过RS1将该充电电流转换成更低的电流IPROG（500μA/A）反馈到PROG引脚。放大器CA2将CA1的输出与设定的电流加以比较，驱动PWM回路调整使其相等。高精度的直流输出电流实际上是由具有平均作用的电容CPROG得到的。注意IPROG有AC和DC分量。IPROG通过R1产生斜坡信号反馈到PWM控制比较器C1、通过缓冲器B1、分压电阻器R2和R3，形成电流控制的内部环路。BOOST引脚驱动NPN管进入饱和导通状态以减小功率损耗。
对于LiIon类型的要求恒压和恒流充电方式的电池，当电池电压达到设定值时，具有0.5％精度的2.465V的电压基准，以及放大器VA共同减小充电电流。对于NiMH和NiCd电池，VA可以用作过压保护。在输入电压降低或关断过程中，VCC引脚电压降到比电池电压低0.7V时，此时系统强迫充电器进入电池低漏电（5μA典型值）的睡眠状态。要关断充电器，简单地用一个晶体管将VCC引脚拉低即可。
比较器E6监控充电电平，当充电处于电压模式下，充电电流减小到20％或更低时，E6输出一个信号到FLAG以指示充电结束。这一信号也可用来启动一个定时器以表示充电结束。
4相关参数的设定
4.1充电电流的计算
充电电流的基本公式（参见图2）为
IBAT=IPROG×2000=2.465V/RPROG×2000
式中，RPROG是从PROG引脚到地的总阻值。
例如，需要1A的充电电流，则
RPROG=2.465V×2000/1A=4.93k
充电电流也可由脉宽调制IPROG,用一个开关管Q1到RPROG以一个高于几千Hz的频率来设计计算。充电电流与Q1的占空比成比例,在100％的占空比下可以达到满载电流。
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图3设定其他电池电压
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图4LT15715组成的一节
LiIon电池充电电路（0.8A）
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图5200kHz充电LiIon电池的充电电路
（1A，效率>87％）