LTM8061 – Caricabatterie Li-Ion/Polimeri da 32V-2A

LTM8061 - Caricabatterie Li-Ion/Polimeri da 32V-2A

LTM8061 di Linear Technology rappresenta un’efficiente soluzione stand-alone per la carica di batterie agli ioni e ai polimeri di litio, con tensioni in ingresso fino a 32V e corrente di carica in uscita fino a 2A.

L’integrato fa parte di una nuova e completa famiglia di caricabatterie system-in-a-package denominata µModule. E’ disponibile in quattro versioni con valori di tensione variabili prefissati, pari a 4.1V, 4.2V, 8.2V, e 8.4V, ed è ottimizzato per pacchi di batterie ad una o due celle. Il processo di carica delle batterie è caratterizzato dalla presenza di una corrente e di una tensione costante ed è impostato in modo tale da iniziare con una fase di “precondition” (verifica delle condizioni iniziali necessarie per eseguire la carica) durante la quale viene rilevato lo stato di funzionamento della batteria. Nel caso in cui la batteria non risponda correttamente durante questa fase (ad esempio quando è guasta), il processo di carica viene interrotto immediatamente, e viene reso disponibile lo stato di malfunzionamento della batteria tramite il pin di stato J7 (/FAULT).

Il processo di carica può essere configurato in modo tale da terminare automaticamente quando la corrente di carica scende al di sotto di 1/10 della massima corrente programmata, oppure, in alternativa, si può utilizzare un timer interno se si preferisce una carica basata su tempi prefissati (un tipico valore per questo timer è pari a 3 ore). Una volta terminata la carica, l’LTM8061 si porta in una modalità standby caratterizzata da un basso assorbimento di corrente (85 microA), dal quale può uscire automaticamente quando viene inserita un’altra batteria oppure quando la tensione della batteria scende del 2.5% rispetto alla tensione variabile del componente (a seconda del modello, uno dei 4 valori indicati precedentemente). L’LTM8061 è disponibile in un package LGA (Land Grid Array) di dimensioni compatte (9mm x 15mm x 4.32mm) con trattamento termico e conforme allo standard RoHS.

LTM8061 – caratteristiche

Le principali caratteristiche tecniche di questo componente possono essere riassunte nella seguente lista:

  • ampio range di tensione in ingresso (VIN), compresa tra 4.95V e 32V (con valore massimo tollerato pari a 40V)
  • disponibilità di 4 tensioni variabili:
    • batterie con 1 cella: 4.1V e 4.2V
    • batterie con 2 celle: 8.2V e 8.4V
  • corrente di carica programmabile, con valore massimo pari a 2A
  • trigger di completamento carica selezionabile dall’utente: si può scegliere tra 1/10 della carica totale, oppure il timer interno
  • pin adibito alle funzionalità di soft-start e per pilotare la velocità di carica dinamica
  • limite della corrente in ingresso programmabile
  • protezione con diodo Schottky da 2A sull’ingresso, per evitare che in assenza di alimentazione la batteria possa scaricarsi
  • monitoraggio di temperatura tramite resistenza NTC – se questa funzionalità viene attivata, il processo di carica non inizia (oppure viene sospeso se già in corso) qualora la temperatura della batteria superi una soglia di sicurezza
  • accuratezza della tensione variabile pari a 0.5%
  • rilevamento della condizione di batteria guasta con funzionalità di auto-reset
  • package compatto LGA adatto al montaggio SMD

L’LTM8061 rappresenta una soluzione di commutazione step-down con frequenza di switching pari ad 1MHz e richiede solo un condensatore in ingresso. Tramite il Pin K6 (RUN) si può implementare la funzionalità UVLO (Undervoltage-Lockout) con il quale il componente viene portato in uno stato a basso assorbimento. Ciò avviene ponendo la tensione sul pin stesso ad un valore inferiore a 0.4V. Il valore di corrente di carica può inoltre essere impostato tramite il Pin H7 (RNG/SS), utilizzabile anche come soft-start pin (il limite massimo della corrente di carica è comunque 2A).

Nell’immagine seguente viene mostrata una tipica configurazione di utilizzo dell’LTM8061, per la carica di una batteria a singola cella da 4.1V, e completamento della carica con modalità C/10. Si noti la compattezza del circuito ed il numero esiguo di componenti esterni richiesti (1 solo condensatore). I pin di stato (/CHRG e /FAULT), qui non connessi, possono essere impiegati per monitorare lo stato di completamento della carica e la condizione di guasto della batteria.

Il grafico seguente, invece, mostra un tipico profilo di carica. Sull’asse orizzontale viene riportata la tensione presente sulla batteria, mentre sull’asse verticale la corrente di carica, in mA. Si noti la presenza di una fase di “precondition” durante la quale la corrente viene mantenuta ad un valore intorno ai 300 mA.

Questa fase termina quando la tensione sulla batteria raggiunge un valore tale da poterla ritenere funzionante (circa 2.9V in questo caso, corrispondente ai modelli LTM8061-4.1 e LTM8061-4.2, ma è differente per gli altri modelli del componente): quando ciò avviene, il componente porta automaticamente la corrente di carica al valore massimo programmato (il limite è pari a 2A), come dimostrato dalla pendenza praticamente verticale del profilo di carica in quel punto. Inizia così la fase di carica normale, terminata la quale la batteria può ritenersi completamente carica.

LTM8061 – applicazioni

Concludiamo la presentazione del componente citando le principali applicazioni dello stesso:

  • strumentazione industriale portatile
  • dispositivi automotive ed industriali con alimentazione a 12V e 24V
  • circuiti caricabatterie per fotocamere e videocamere professionali

Linear Technology LTM8061

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