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Akkuladeschaltungen

55-V-Buck-Boost-Power-Manager und -Akkulader für verschiedene Batterietechnologien

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Instant-On-Funktionalität und ideale Diodenfunktionen mithilfe des PowerPath-FET

Bei einem tief entladenen Akku lässt sich der LTC4020 den PowerPath-FET (M1 in Bild 1) automatisch als Linearregler konfigurieren. Hierdurch kann die Ausgangsspannung des Buck-Boost-Wandlers größer als die Batteriespannung werden, während nach wie vor ein Ladestrom fließt. Diese Funktion wird als ‚PowerPath Instant-On‘ bezeichnet. Der PowerPath-FET dient hierbei als hochohmige Stromquelle und versorgt den Akku mit dem Ladestrom.

Der LTC4020 konfiguriert den PowerPath-FET automatisch als ideale Diode, wenn sich die Ladeschaltung nicht in einem Ladezyklus befindet, der Buck-Boost-Wandler also ausschließlich den Systemverbraucher versorgt. Hierdurch lässt sich der Akku im normalen Betrieb vom Wandlerausgang trennen. Sollte jedoch der Strombedarf des Systemverbrauchers den Ausgangsstrom des Buck-Boost-Wandlers übersteigen, kann der Akku über diese ideale Diode zusätzlich auf effiziente Weise Energie an den Verbraucher liefern.

Zusätzliche Features

Der LTC4020 unterstützt zeitgesteuerte Ladealgorithmen. Das Ende des Ladezyklus wird dabei mithilfe eines Kondensators zwischen dem TIMER-Pin und Masse programmiert.

Zusätzlich ist der LTC4020 in der Lage, die Akkutemperatur zu überwachen und zu regeln. Wird an den NTC-Pin ein NTC-Widerstand (mit negativem Temperaturkoeffizient) gelegt, der entweder nah am Akku oder an einem anderen interessierenden Messpunkt platziert wird, so löst der LTC4020 einen NTC-Fehler aus und unterbricht das Laden des Akkus, sobald die Spannung am NTC-Pin den zulässigen Bereich verlässt, also größer als 1,35 V oder kleiner als 0,3 V ist.

Der Pin VIN_REG des LTC4020 ermöglicht ein Regeln der Eingangsspannung, denn mit diesem Pin lässt sich die Peak-Power-Spannung eines Solarpanels programmieren. Ebenso kann der Pin dabei helfen, die Mindestspannung bei anderen hochohmigen Eingangsquellen zu halten.

Der LTC4020 verfügt über zwei Open-Collector-Ausgänge (STAT1 und STAT2) zum Melden des Betriebszustands der Ladeschaltung und etwaiger Fehlerzustände. Diese beiden Pins sind binär codiert.

Download Original-Design Note (PDF)
"55V High Efficiency Buck-Boost Power Manager and Multi-Chemistry Battery Charger"

Fazit

Der LTC4020 ist ein vielseitiger, für hohe Spannungen geeigneter und hocheffizienter Buck-Boost-Power-Manager und -Akkulader für verschiedene Batterietechnologien. Er unterstützt Eingangsspannungen, die kleiner, größer oder gleich der Batterie- bzw. Systemspannung sind. Das 5 mm x 7 mm große und 0,75 mm flache QFN-Gehäuse ist thermisch optimiert und verfügt über 38 Anschlüsse. Es eignet sich für portables Industrie- und Medizin-Equipment, solarbetriebene Systeme, militärische Kommunikationsausrüstungen und Automotive-Systeme mit 12 V oder 24 V Betriebsspannung.

Artikelfiles und Artikellinks

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