尚偉立

摘要：LT8705A是一款四路開關(guān)降壓-升壓直流/直流控制器，可在高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓下工作。文章介紹了基于LT8705A的充電電路的主要硬件電路的設(shè)計以及如何通過外部MCU和數(shù)字電位器對充電參數(shù)進行配置，從而實現(xiàn)對不同電壓、不同容量的鋰電池組進行充電的功能。

關(guān)鍵詞：LT8705A；四路開關(guān)降壓-升壓直流/直流控制器；充電電路

中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）02-0030-02

當前各種便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，其大多采用鋰電池組供電，但不同產(chǎn)品的電池參數(shù)不一，需要配套各種不同的充電器，以致外出攜行使用不便。缺乏一種綜合利用各種電能，能夠根據(jù)不同的用電設(shè)備需求，提供不同電源輸出的充電設(shè)備。

Linear公司的LT8705A是一款四路開關(guān)降壓-升壓直流/直流控制器，可在高于、低于或等于輸出電壓的輸入電壓下工作，其內(nèi)部集成輸入電流、輸入電壓、輸出電流和輸出電壓反饋環(huán)路。LT8705A具有2.8V至80V寬輸入電壓和1.3V至80V寬輸出范圍，可與大多數(shù)太陽能、汽車、電信和電池供電系統(tǒng)兼容。

1 系統(tǒng)原理描述[1，2，3，4]

本充電電路Buck-Boost主功率部分、輸出電壓和輸出電流反饋環(huán)路的控制部分、充電參數(shù)數(shù)字控制部分組成，以四開關(guān)的Buck-Boost拓撲型結(jié)構(gòu)作為主功率部分，系統(tǒng)的單片機MPS430 F1611通過SPI兼容串行接口與數(shù)字電位器AD5235進行通訊，通過改變數(shù)字電位器的阻值對LT8705A輸出電壓和輸出電流反饋環(huán)路的控制，來設(shè)定充電所需的恒流值、恒壓值，以實現(xiàn)對不同參數(shù)對鋰電池組充電的功能。其工作原理如圖1所示。

1.1 Buck-Boost主功率部分

該主功率單元主要由LT8705A Buck-Boost DC/DC控制器、四個場效應(yīng)開關(guān)管（M1～M4），功率電感、輸入和輸出電容等組成。如圖1所示。其中M1、M3分別是Buck、Boost狀態(tài)下的主控開關(guān)管，M2、M4別是Buck、Boost狀態(tài)下的同步整流開關(guān)管。其工作原理如圖2所示。

1.2 輸出電壓和輸出電流反饋環(huán)路的控制部分

LT8705A輸出電壓由外部反饋設(shè)置電阻分壓器所得到的反饋信號（FBOUT）與內(nèi)部精密電壓基準（1.207V）在誤差放大器EA4進行比較得出（如圖3所示）。輸出電壓由等式給出：

，得：

。

LT8705A的輸出限流是由于IMON_OUT電壓超過1.208V（典型值）會導致VC電壓降低，從而限制了電感和輸入電流。（如圖3所示）RIMON_OUT可以使用以下公式設(shè)置輸出電流限制：

其中為限流值。

1.3 充電參數(shù)數(shù)字控制部分

AD5235是一款雙通道非易失性存儲器數(shù)字電位計，擁有1024階躍分辨率，保證最大低電阻容差誤差為±8%。該器件可實現(xiàn)與機械電位計相同的電子調(diào)整功能，而且具有增強的分辨率、固態(tài)可靠性和出色的低溫度系數(shù)性能。在暫存編程模式下，可以直接將具體設(shè)置編程至RDAC寄存器，使其設(shè)置W端與A端以及W端與B端之間的電阻。RDAC1的寄存器地址為ADDR（RDAC1）=0x0，RDAC2的寄存器地址為ADDR（RDAC2）=0x1。

數(shù)字電位器實際輸出的阻值：，（其中為數(shù)字電位器抽頭端W到終端B間的阻值，D 為RDAC寄存器中十進制數(shù)據(jù)的等效值，終端A和終端B之間的標稱電阻。抽頭端的阻值）。

系統(tǒng)的單片機MPS430F1611通過SPI兼容串行接口與數(shù)字電位器AD5235進行通訊，通過改變RDAC1、 RDAC2寄存器里的值來改變數(shù)字電位器的RW1B1和RW2B2阻值，進而設(shè)定充電電路的恒壓、恒流值，實現(xiàn)對不同參數(shù)的鋰電池組進行充電。

2 測試與結(jié)論

經(jīng)測試，本實例充電電路的輸入、輸出范圍、效率、紋波及動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)如表1所示：

以上測試結(jié)果表明，該充電電路輸出范圍寬，動態(tài)響應(yīng)好，效率較高，紋波較小。

3 結(jié)語

本文介紹了一個基于LT8705A的充電參數(shù)可數(shù)控的充電電路，其輸入、輸出范圍寬、動態(tài)響應(yīng)好、效率高，能通過數(shù)字控制對不同參數(shù)的電池組進行充電。

參考文獻

[1]任小永，唐釗，阮新波，危建，華桂潮.一種新穎的四開關(guān)Buck-Boost變換器[J] .中國電機工程學報，2008（21）：15-19.

[2]Sanjaya Maniktala.精通開關(guān)電源設(shè)計[M].王志強等譯.北京：人民郵電出版社，2008：31-36.

[3]LT8705A Datasheet-80V VIN and VOUT Synchronous 4-Switch Buck-Boost DC/DC Controller. Linear Technology Corporation[Z].2016-10-28.

[4]AD5235-EP Datasheet-Nonvolatile Memory，Dual 1024-Position Digital Potentiometer.Analog Devices， Inc.[Z].2010-7-23.