15W-I2C-Power-Manager lädt
LTC: 3,5-A-Lade-IC für LiFePO4-Zellen
Den neuen Hochleistungs-PowerPath-Manager LTC4156 hat Linear Technology für das Laden von Lithiumeisenphosphat-Akkus (LiFePO4) in Geräten ausgelegt, die von einer Einzelzelle gespeist werden.
Er eignet sich für den Einsatz in batteriebetriebenen Geräten mit hoher Leistungsdichte wie sie in der Medizin und der Industrie zu finden sind, sowie für Notstromversorgungen. Der LTC4156 kann durch Quellen unterschiedlichster Art gespeist werden, liefert eine Ausgangsleistung von bis zu 15 W, zeichnet sich durch minimale Verlustleistung aus und vereinfacht dadurch das Temperaturmanagement.
Der autonome LiFePO4-Einzelzellen-Akkulader im LTC4156 kann bis zu 3,5 A Ladestrom liefern. Es stehen 15 Ladestrom-Einstellungen zur Auswahl. Der Lader bietet darüber hinaus folgende Funktionen: automatisches Nachladen, Erkennung defekter Zellen, programmierbarer Sicherheits-Timer, thermistorgesteuertes Laden, programmierbare Anzeige/Beendigung des Ladevorgangs und programmierbare Interrupt-Auslösung.
Die beim LTC4156 angewandte PowerPath-Schaltertopologie ermöglicht eine unterbrechungsfreie Umschaltung zwischen zwei Ladestromquellen, beispielsweise einem Netzadapter und einem USB-Port, und sorgt bei begrenzter Eingangsleistung dafür, dass die Systemlast gegenüber dem Akku bevorzugt mit Strom versorgt wird.
Weil der LTC4156 aufgrund seines hohen Wirkungsgrades die Eingangsleistung zu einem großen Teil in Ausgangsleistung umsetzt, kann der Ladestrom höher sein als der Strom aus der Eingangsspannungsquelle. Das bedeutet, dass die verfügbare Eingangsleistung optimal zum Laden des Akkus genutzt werden kann, ohne dass die maximal zulässige Stromstärke der Eingangsspannungsquelle überschritten wird. Wenn das IC beispielsweise durch einen 5V/2A-Netzadapter gespeist wird, überträgt der interne Schaltregler über 90% der verfügbaren Eingangsleistung von 10 W zum Akku; das bedeutet, dass der Ladestrom bis zu 2,4 A betragen kann und sich die Ladezeit entsprechend verkürzt. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Akkuladern auf Schaltreglerbasis ist der LTC4156 sofort nach dem Anlegen der Eingangsspannung betriebsbereit. Dadurch ist gewährleistet, dass selbst bei tiefentladenem Akku das System sofort nach dem Anschluss an die Quelle mit Betriebsspannung versorgt wird. Der Chip liefert die Betriebsspannung von 5 V an den USB-Port zurück, ohne dass dazu externe Bauelemente erforderlich sind.
Der LTC4156 enthält in jedem der beiden Eingänge eine mit priorisiertem Multiplexing arbeitende Überspannungsschutzschaltung (OVP), die den Chip und das Endprodukt vor Beschädigung durch Überspannung schützt. Der integrierte »Ideale Diode«-Controller gewährleistet, dass am Ausgang stets die volle Ausgangsspannung verfügbar ist, auch wenn die Spannung an den beiden Eingangsanschlüssen des Chips zu niedrig ist oder dort gar keine Spannung anliegt. Für den Fall, dass ein Gerät an einen USB-Port im Suspend-Mode angeschlossen wird, enthält das IC einen LDO von VBUS nach VOUT, der den zulässigen Suspend-Strom liefert und die Stromentnahme aus dem Akku minimiert. Um die Stromentnahme aus dem Akku in der Zeit zwischen Produktion und Verkauf zu minimieren, verfügt der Chip über eine Ship-and-Store-Funktion.
Der LTC4156 sitzt in einem 4 mm x 5 mm großen, 28-poligen QFN-Gehäuse mit einer Höhe von 0,75 mm und ist für den Betriebstemperaturbereich von –40 °C bis +125 °C spezifiziert.
