锂离子电池技术的进步和便携式产品的爆发带动了另外一个周边产品的爆发式增长——充电器，无论是家里还是办公室几乎每个人都可以随手拿出几个充电器。然而，市面上大量廉价的充电器充斥，几乎成为电池杀手。而要设计一款具有“高性价比”的电池充电器，设计团队面临着众多挑战，其中如何选择电池充电器IC就是解决众多挑战的第一步。

为了做出明智的决定，设计团队首先必须明确定义电池参数(化学组成、电池单元数量等)和输入参数(太阳能、USB等)。然后，必须搜索符合输入和输出参数的充电器，比较大量的数据手册，以确定最佳解决方案。方案选择的过程应允许团队为应用选择最佳解决方案，当然一旦设计参数发生改变，则需重新回到数据手册比较。

如果可以完全跳过此步骤会怎么样呢?

假设电池充电器IC是个“黑匣子”

假设设计人员能够专注于应用解决方案，电池充电器IC就是一个黑匣子，在真正需要生成一个可行的解决方案时才放入实际的IC。这时，无论基本设计参数如何，设计人员只需要从现成产品中选取一个通用电池充电器IC即可。即使应用参数发生变化(输入切换、电池类型改变等)，现成的电池充电器IC仍然适用，无需再重新额外搜索数据手册。

这个假设成立吗?我们通过评估两个截然不同的电池充电器来说明这个问题——

设计团队A的任务是设计一个电池充电器，该产品需要太阳能面板输入并为铅酸电池充电。充电器必须是独立的(没有微控制器)，但应该具有足够的多样性，可以支持几种不同的太阳能面板型号。他们有一周的时间来完成原理图设计。

设计团队B有一个更复杂的充电器项目。他们的设计采用一个5 V USB电源，为一节锂离子电池充电，电流为1.3 A，每节电池的端电压为4.1 V。希望在47°C以上时，每节电池的充电电压降至4 V、电流为0.5 A，并且在超过72°C时，充电停止。系统中的微控制器需要知道电池的电压、电流、温度和健康状况。他们也是只有一周的时间完成原理图设计。

图1.这是两个截然不同的电池充电系统：它们可以使用同样的充电器IC吗?

事实证明，两个设计团队都可以使用相同的电池充电器IC，而且该器件可以说是两个应用的最佳选择。

小尺寸、高性能的通用电池充电器IC让假设成现实

ADI 公司Power by Linear 品牌下的35 V/3.2 A单芯片降压充电器LTC4162既可以独立工作，也可以与主控制器一起工作，可提供从基本到复杂的解决方案。该器件具备功能齐全的I2C遥测系统，可让用户有选择性地监控电池，并可根据电池型号实现自定义充电参数。真正的最大功率点跟踪(MPPT)算法允许充电器针对任何高阻抗源(如太阳能面板)进行优化运行。充电算法根据选择的电池化学组成量身定制：锂离子、LiFePO4或铅酸。

LTC4162所有的功能整合在一个4mm × 5mm QFN封装中，典型解决方案的尺寸约为1cm × 2cm。千万不要因为小尺寸而小看LTC4162，即使只使用集成开关FET，LTC4162也可以支持60W以上的充电功率。另外，LTC4162可利用芯片温度的内部热量自监控功能调节充电电流，因此，即使在最热的环境或最小的外壳中也从来不会发生过热现象。

图2. LTC4162的应用电路非常简单，就如同一个功能齐全的开关电池充电器。

遥测和控制，通用电池充电器的绝对优势

虽然LTC4162可以在没有主控制器的情况下运行，但通过I2C端口仍然可以监控和控制充电的许多方面。片内遥测系统实时读取系统与电池电压和电流。可以设置各种限值和警报，在测量值满足某个可配置阈值或进入特定充电状态时通知主控制器。例如，当电池电压降至某个下限值时，常见的设计功能是进入低功耗模式。但是LTC4162不需要微控制器不断轮询电池电压，而是可以进行监控，并在达到这个限值时通知主控制器。此时，主机可以关闭主负载并进入低功耗状态。

图3. LTC4162的集成遥测系统几乎可以满足任何监控和警报要求。

遥测系统还能测量电池串联电阻(BSR)，将其作为电池健康状况的指标。可将BSR测量设置为自动运行，并且可以配置警报，在BSR超出自定义的上限值时通知主控制器，此时，主机可以向用户发出需要更换电池的信号。

当输入电源不可用并且系统由电池供电时，LTC4162会自动关闭遥测系统以延长电池寿命。如果仍需要测量，遥测系统可以通过I2C命令强制执行，此时，它进入速率较慢的低功耗遥测模式，每5秒测量一次。如若需要，可以随时将遥测速率设置为高速11ms/读取速率。

根据电池的化学成分，实现温度调节和定制

对于锂基化学组成(锂离子和LiFePO4)，LTC4162可采用JEITA温控充电。JEITA规范允许用户设置定制温度范围，在此温度范围中以自定义的电池充电电压和电流为电池充电。这也使设计人员可以决定电池应停止充电的高温和低温。默认的JEITA设置适用于多种电池，无需主机处理器干预，而这一功能使LTC4162能够满足任何电池的温度曲线要求。

类似地，对于铅酸电池而言，温度补偿算法随着温度的升高会线性降低每个充电阶段的目标电压。这些电压可以通过I2C命令进行失调设置，仅需改变热敏电阻即可修改补偿斜率。

此外，为了简化设计和文档，根据电池的化学组成、充电参数以及默认情况下是否启用MPPT，LTC4162分为不同版本。

表1. 18个IC版本为用户的任何应用提供最适用的器件

LTC4162的每个版本都引脚兼容，可以在原型设计期间与另一个版本互换。版本之间可以互换，采用不同化学组成的电池、充电电压或输入电源的产品均可使用相同的电路，从而简化了产品创建。更重要的是，LTC4162的数据手册基于不同的化学组成分成不同版本。锂离子、LiFePO4和铅酸电池各自有单独的数据手册。

结论

过去，设计团队成员要花一整天的时间阅读各种电池充电器、电源监视器以及太阳能调节器的数据手册，过去还需要花数小时为自定义温度调节型充电算法编写代码，并手动轮询测量以检测何时超出限值。现在，他们可能只需考虑有一个通用电池充电器即可，而ADI 公司的Power by Linear LTC4162将会是最佳选择。