ADI 便攜儲能電源解決方案

作者：梁少密 公司：駿龍科技

隨著鋰電池技術的發(fā)展，低成本高儲能的便攜式儲能設備的市場需求越來越多，不少公司都在開發(fā)此類產品。針對便攜儲能市場、鋰電池充放電應用場景的需求，本文將為大家介紹幾款常見的ADI 便攜儲能電源DC-DC充放電解決方案。文中所提及的方案，都是經過市場驗證，并且可批量生產的方案。

一、 LT8390 — 60V四管升降壓方案

LT8390是一款同步4開關降壓-升壓DC/DC控制器，可根據高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓調節(jié)輸出電壓、輸入或輸出電流。專有的峰值-降壓/峰值-升壓電流模式控制方案支持可調節(jié)和可同步的150kHz至650kHz固定頻率運行方式，或支持可降低EMI的內部±15%三角擴頻調制方式。LT8390具有4V至60V輸入電壓范圍和0V至60V輸出電壓能力，并支持在操作區(qū)域之間進行無縫低噪聲轉換，是汽車、工業(yè)、電信和電池供電系統(tǒng)中穩(wěn)壓器、電池和超級電容充電器應用的理想選擇。

LT8390提供輸入或輸出電流監(jiān)控和電源良好指示。還提供故障保護功能以檢測輸出短路情況，在此期間LT8390將處于重試、閂鎖或保持運行狀態(tài)。

在便攜儲能產品領域，LT8390可以非常方便的實現(xiàn)高功率DC-DC鋰電池充電器，DC-DC電壓轉換器，安全工作電壓可達55V, LT8390提供一個可選輸入或者輸出的電流監(jiān)控引腳，配合MPPT算法可以方便的實現(xiàn)太陽能充電功能。

圖1 LT8390典型應用電路圖

圖2 LT8390封裝尺寸圖

優(yōu)勢及特點：

• 極限耐壓60V
• 四管升降壓，最高效率超過98%
• 具備恒流輸出能力
• 輸出電流可用模擬信號調整，配合MPPT算法可以實現(xiàn)太陽能充電功能

應用場景：

• DC-DC充電器
• 太陽能充電器
• 鋰電池輸出穩(wěn)壓板

二、LTC4020 — 55V、降壓-升壓型多化學組成電池充電器

LTC4020是一款高電壓電源管理器，其可在很寬的電壓范圍內實現(xiàn)PowerPath?即時接通型操作和高效率電池充電。一個內置降壓-升壓型DC/DC控制器可在電池或系統(tǒng)電壓高于、低于或等于輸入電壓的情況下運作。

LTC4020能針對負載變化、電池充電要求和輸入電源限制條件無縫地管理電池和轉換器輸出之間的功率分配。

LTC4020電池充電器可提供一種恒定電流/恒定電壓充電算法（CC/CV）、恒定電流充電 （CC)、或者運用一種經過優(yōu)化的4步、3級鉛酸電池充電模式進行充電。最大轉換器和電池充電電流可由電阻器進行設置。

即使在采用一個完全放電電池的情況下，該IC的即時接通型操作亦能確保系統(tǒng)負載電源。其他安全特性包括嚴重放電電池的預查驗以及一個用于提供充電終止和保護功能的集成型定時器。

在便攜儲能和電池充電應用中，LTC4020可以非常方便的實現(xiàn)電池充電器、太陽能充電器功能。LTC4020直接支持模擬MPPT功能，不需要軟件控制就能達到較高的太陽能利用率，LTC4020指出輸出電流監(jiān)測，提供一個輸出電流監(jiān)測引腳，配合MPPT算法，可以非常方便的實現(xiàn)高性能MPPT解決方案。LTC4020支持鋰電池、鉛酸電池、鎳氫電池的充電邏輯。

圖3 LTC4020典型應用電路示意圖

圖4 LTC4020封裝尺寸圖

優(yōu)勢及特點：

• 極限耐壓60V
• 四管升降壓，最高效率超過98%
• 具備可選的鋰電池、鉛酸電池、鎳氫電池充電控制邏輯
• 具備兩組輸出，一組接后備電池，一組接負載，芯片具備Power path功能，可以實現(xiàn)輸出負載不掉電
• 芯片有FBIN引腳，可以實現(xiàn)模擬電路MPPT功能，可以支持太陽能充電功能
• 芯片提供溫度監(jiān)測引腳，可以監(jiān)測電池溫度，并做出相應的控制動作

應用場景：

• DC-DC多種化學電池充電器
• DC-DC UPS系統(tǒng)
• 太陽能充電器

三、LT8491 — 高電壓-降壓-升壓電池充電控制器，具有最大功率點跟蹤（MPPT)和I2C

LT8491是一款降壓-升壓開關穩(wěn)壓器電池充電器，可實現(xiàn)用于大多數(shù)電池類型的恒流恒壓（CCCV)充電曲線，包括密封鉛酸（SLA）、溢流、凝膠和鋰離子電池。

該器件采用高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓工作，且可由太陽能電池板或直流電源供電。片內邏輯提供用于太陽能供電應用的自動最大功率點跟蹤（MPPT）。LT8491可通過檢測熱耦合到電池的外部熱敏電阻來執(zhí)行自動溫度補償。STATUS引腳可用于驅動LED指示燈。該器件采用薄型（0.75mm）7mm×11mm 64引腳QFN封裝。

在便攜儲能電源應用中，LT8491方案可以迅速實現(xiàn)高性能，高功率太陽能充電電路。LT8491自帶高效MPPT算法，不需要進行專業(yè)的軟件開發(fā)。LT8491帶有IIC通訊接口，可以通過軟件方便的實現(xiàn)電壓、電流參數(shù)的讀取設置。假如不需要IIC讀寫功能，可以直接選取LT8490方案。LT8491是LT8490的功能增強版本，增加了IIC通訊接口，支持IIC讀取、設置電壓、電流信息。

圖5 LTC8491典型電路示意圖

圖6 LT8491封裝尺寸圖

優(yōu)勢及特點：

• 極限耐壓80V
• 四管升降壓，最高效率超過98%
• 具備可選的鋰電池、鉛酸電池、鎳氫電池充電控制邏輯
• 內置高效太陽能充電MPPT算法，可以快速搭建高功率高效太陽能充電系統(tǒng)
• 可以同時兼容用作80V耐壓常規(guī)四管升降壓電路

應用場景：

• DC-DC多種化學電池充電器
• 帶高效率MPPT的高功率太陽能充電器

四、LT3763 — 60V高電流降壓型多功能同步整流Buck控制器

LT?3763是一款固定頻率、同步降壓型DC/DC控制器，專為準確地調節(jié)高達20A的輸出電流而設計。平均電流模式控制器將在0V至55V的寬輸出電壓范圍內保持電感器電流調節(jié)作用。輸出電流由CTRL引腳上的模擬電壓和一個外部檢測電阻器設定。電壓調節(jié)和過壓保護利用一個連接于輸出和FB引腳之間的分壓器來設定。開關頻率可通過RT引腳上的一個外部電阻器或利用SYNC引腳和一個外部時鐘信號在200kHz至1MHz的范圍內進行設置。輸入和輸出電流檢測可提供輸入電流限制和這些電流的準確測量。FBIN引腳可供那些需要峰值功率跟蹤功能的應用之用。

該器件的其他特點包括一個與CTRL引腳配合使用的準確外部基準電壓、一個可提供可編程UVLO遲滯的準確UVLO/EN引腳、一個針對LED應用的PWM驅動器、輸出電壓故障檢測和熱停機功能。

在便攜儲能和鋰電池充電應用中，LT3763可以非常方便的搭建降壓鋰電池充電器，模擬MPPT太陽能充電器，配合MPPT算法可以實現(xiàn)高性能降壓MPPT太陽能充電器，DC-DC降壓轉換器。

圖7 LT3763典型應用電路圖

優(yōu)勢及特點：

• 極限耐壓60V
• 同步整流Buck電路，可以支持20A的輸出電流
• 支持恒流輸出，可配置成鋰電池充電器
• 支持完整的高功率LED Driver功能，支持兩路線性調光，一路高精度PWM調光
• 帶FBIN 引腳，可以實現(xiàn)模擬MPPT功能，可以用作降壓型太陽能充電控制器
• 可以用作常規(guī)高功率Buck降壓電路

應用場景：

• 高功率LED Driver
• 高功率Buck電路
• 帶模擬MPPT降壓型太陽能充電器

五、總結

駿龍科技在ADI電源推廣和支持工作方面深耕多年，有著深厚的技術底蘊和市場經驗。上文提及的方案，都是駿龍科技基于便攜儲能、鋰電池充放電應用場景的需求，并配合客戶進行驗證，可批量生產的方案。