汽車電源系統(tǒng)是非常嚴(yán)酷的電子環(huán)境。當(dāng)標(biāo)稱電壓范圍為 10V 至 15V (ISO7637) 時(shí)，有可能出現(xiàn)達(dá) 90V 的瞬態(tài)電壓曼库，而且在某些場(chǎng)合中還會(huì)發(fā)生電池反接。圍繞該系統(tǒng)來構(gòu)建汽車電子線路是頗為直接略板，但是毁枯，越來越多的最終用戶希望利用汽車電池來運(yùn)作便攜式電子產(chǎn)品 (例如：GPS 系統(tǒng)或音樂 / 視頻播放器)，并為其鋰離子電池充電叮称。為了實(shí)現(xiàn)這一愿望种玛，需要擁有一個(gè)緊湊、堅(jiān)固瓤檐、高效和易于設(shè)計(jì)的充電系統(tǒng)赂韵。

適合在大瞬變環(huán)境中使用的完整 USB /電池充電解決方案

在該電路中，LTC?4098 USB 電源管理器 / 鋰離子電池充電器負(fù)責(zé)控制一個(gè) LT3480 HV 降壓型穩(wěn)壓器挠蛉。LTC4098 的 Bat-Track? 功能可從低電壓和高電壓電源提供一種高效率祭示、低功耗的電池充電器。Bat-Track 功能用于控制一個(gè)內(nèi)部輸入電流限制的開關(guān)穩(wěn)壓器碌秸，以把 VOUT 調(diào)節(jié)至約 VBAT + 0.3V 绍移，這最大限度地提高了電池充電器的效率，從而以最小的峰值儲(chǔ)備空間來運(yùn)作電池充電器并實(shí)現(xiàn)功耗的最小化尖蚪。此外，Bat-Track 功能還通過允許充電電流大于 USB 輸入電流限值而縮短了充電時(shí)間。開關(guān)穩(wěn)壓器起一個(gè)變換器的作用嫉簿，負(fù)責(zé)將輸出電壓變換成輸出電流抬而。

LTC4098 能夠通過 WALL 和 VC 引腳將 Bat-Track 原理擴(kuò)展至一個(gè)輔助穩(wěn)壓器。當(dāng) WALL 引腳上具有足夠的電壓時(shí)封鹦，Bat-Track 功能將通過 VC 引腳來控制輔助穩(wěn)壓器的輸出墓老，從而把穩(wěn)壓器的輸出保持在 VBAT+ 0.3V。

LTC4098 還具備一種過壓保護(hù)功能晾游，在不穩(wěn)定的電源電壓環(huán)境中辽蚀，這一點(diǎn)是很重要。當(dāng) OVSENSE 引腳上的電壓超過大約 6V 時(shí)丽信，過壓保護(hù)電路將關(guān)斷一個(gè) N溝道保護(hù) MOSFET (M2)泳落。電壓保護(hù)的上限值僅受限于MOSFET 的擊穿電壓以及流入 OVSENS 引腳的電流。

過壓保護(hù)功能覆蓋整個(gè)電池充電器 /電源管理器系統(tǒng)

LTC4098 的過壓保護(hù)功能可保護(hù)電路的任何部分物忠。保護(hù)作用被擴(kuò)展至 LT3480 的 VIN 輸入婚被。過壓停機(jī)門限被設(shè)定為 24V。該門限提供了充足的裕度以應(yīng)付破壞性的過壓梳虽，而不會(huì)干擾電路的正常運(yùn)作址芯。

如果 HVIN 電壓小于 0V，則通過 R3窜觉、R4 和 R5 把M1 和 M2 的柵極和源極電壓均保持在地電位谷炸，從而確保它們處于關(guān)斷狀態(tài)。如果 HVIN 電壓位于 8V 和約 24V 之間禀挫，則通過 LTC4098 的 OVGATE 引腳將M3 的柵極驅(qū)動(dòng)至高電平旬陡。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特咆、R1 和 R5) 來接通 M1 和 M2季惩。當(dāng) M1 和 M2 接通時(shí)，電流將從 HVIN 流至 VIN腻格，系統(tǒng)將正常運(yùn)作画拾。

如果 HVIN 輸入超過約 24V，則 LTC4098 將把 M3的柵極驅(qū)動(dòng)至地電位菜职，這允許 R5 把 M1 和 M2 的 VGS減小至 0V摊矮，從而將它們關(guān)斷并使 HVIN 與 VIN 斷接。

M1睬漩、M2 和 M3 具有一個(gè) 100V 的 BVDSS影偶，所以該電路能夠承受約 –30V 至 100V 的電壓。它將在 8V 至大約 24V 的電壓范圍內(nèi)正常運(yùn)作漫诬。這種組合非常適合于嚴(yán)酷的汽車環(huán)境确羹，因而提供了一款用于從汽車電源系統(tǒng)來給鋰離子電池充電的堅(jiān)固届审、低成本和高效的解決方案。

最后癣偶，設(shè)定 OVSENS 電阻分壓器需要謹(jǐn)慎從事噪旭。對(duì)于一個(gè)處于約 2V 至 6V 之間的 OVSENS 電壓，VOVGATE= 1.9 ? VOVSENS恃楔。OVSENS 箝位于 6V垢蔑，而流入 (或流出) OVSENS 引腳的電壓應(yīng)不超過 10mA。所選的電阻分壓器將 HVIN 電壓減低 4 倍涡写，于是當(dāng) HVIN 電壓超過大約 8V 時(shí)菩擦，M3 具有足夠的柵極電壓以實(shí)現(xiàn)接通。當(dāng) HVIN = 100V 時(shí)搅窿，流入 OVSENS 引腳的電流僅為 2.25mA (遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 10mA 的限值)嘁酿。
 
VIN 僅在 HVIN 處于 8V 至 24V 區(qū)域內(nèi)時(shí)存在。圖 3 給出了一幅重點(diǎn)表現(xiàn)負(fù)載突降斜坡的特寫戈钢。ISO7637 測(cè)試斜坡在 5ms 的時(shí)間里從 13.2V 上升至 90V 痹仙。存在一個(gè) 220μs 的關(guān)斷延遲 — OVGATE走低至 M1 和 M2 的柵極電壓 — 這將在 VIN 上產(chǎn)生一個(gè)過沖。該過沖的最大值為 3.5V (VVIN(MAX) ≈7.5V)殉了】觯可針對(duì)不同的斜坡速率來計(jì)算這個(gè)過沖的大小，于是：

VOVERSHOOT = ΔV/Δt ? tDELAY

其中的 ΔV = (90V – 13.6V)薪铜，Δt = 5ms众弓，而 tDELAY= 220μs，因此隔箍，VOVERSHOOT = 3.36V谓娃。

如果希望延遲較短 (因而過沖較小)，則一個(gè)有源關(guān)斷電路能夠把從 OVGATE 至 M1 和 M2 柵極的延遲縮短至幾微秒蜒滩。

結(jié)論

LT3480 高電壓降壓型穩(wěn)壓器和 LTC4098 鋰離子 / 鋰聚合物電池充電器再加上少量的外部組件滨达，便造就了一款堅(jiān)固型高性能鋰離子電池充電器，適合于那些插入汽車電源的便攜式電子產(chǎn)品绍掂，并保持了與 USB 電源的兼容性恃打。該電路提供了客戶所期盼的全部功能以及針對(duì)電池反接和負(fù)載突降瞬變的電壓保護(hù)。

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