LTC4101 点击型号查看芯片规格书
最常用的备用电源是电池。在备用电源系统中，通过不断监测电池的健康状况和充电状态，了解电池是否随时准备就绪和可靠是很重要的。智能电池是目前最好的工业标准系统，可以满足这些要求。
智能电池系统(SBS)的两个重要特点是它们与电池化学无关，并提供内置的气体表。由于充电系统不再承担充电监控和应用化学特定充电算法的负担，充电器本身可以真正通用，接受任何类型或容量的智能电池。主机系统只需要提供一个智能电池充电器，以确保健康的电池保持充满电，并检测到坏电池。
这当然简化了充电器的设计。同一充电器无需改装，可用于多种产品。它还简化了现场和工厂升级到不同的化学或更高的能力。
LTC4100智能电池充电器主要针对耗电量大的便携式产品(如笔记本电脑)的大电池配置。许多新产品不需要LTC4100的高电压能力，但仍然需要SBS系统的所有优点。LTC4101是LTC4100智能电池充电器的特殊版本，经过优化，可以在电池电压低于5.5V的情况下工作，同时保留了LTC4100节省空间的优势。
LTC4101智能电池充电器
LTC4101是一款紧凑型智能电池充电器，针对5.5V以下的电池电压进行了优化。它通过减少外部元件的尺寸来缩小整个电路的尺寸。例如，它利用了紧凑的陶瓷电容器节省空间的特点，同时避免了任何可听到的噪音。它还可以在300kHz的高开关频率下工作，这允许使用非常小，低成本的电感器。在4A和7.5V输入时，电感值可低至4µH。
图1所示 充电器输入限流2A，充电功率1A。
LTC4101是一款2级(从属)智能电池充电器，符合智能电池充电器V1.1和SMBus V1.1标准。输入电压范围6V ~ 28V，输出充电电压范围3V ~ 5.5V。10位电流DAC和11位电压DAC，电流精度分别为5%和电压精度为0.8%，提供精确充电能力。顶部p沟道MOSFET允许98%的最大占空比，显着减少总零件数和IC引脚数，同时保持效率大于95%(见图2)。
图2 单电池锂离子电压下的效率。
LTC4101还提供了许多独特的功能，包括电流限制和电压限制系统，可防止SMBus数据损坏错误产生有害电荷值。获得专利的SMBus加速器(1)可提高高电容走线的数据速率，同时防止总线噪声损坏数据(见图3)。
图3 内置SMBus加速器提高上升时间性能和噪声裕度。
图1显示了一个典型的小型单电池充电器。该电路可以为电池充电高达1A，并连续切换到零负载电流。LTC4101能够充电电流高达4A。其他功能包括:
交流当前信号精度3%-精确用户可调跳闸点
一种安全信号电路，防止因突然出现高电荷电流而引起的地面反弹而导致热敏电阻误跳闸
直流输入场效应管二极管电路，防止电池电流回流到墙上适配器或直流电源
一种超快过电压比较电路，当电池在充电过程中突然取出或断开时，可防止电压超调。
VLIM和ILIM设置用于保护电池免受SMBus通信中存在数据损坏错误时可能发生的过高电压或电流条件的影响。
一种输入限流感应电路(2)，用于限制充电电流，以防止系统功率增加时墙壁适配器过载。
陶瓷电容器减小尺寸，提高可靠性
近年来发生的最大的节省空间的变化之一是使用高电容和高电压(高C/V)陶瓷电容器。在开关稳压器应用中，陶瓷的低ESR使它们能够处理每微法拉相对较大的纹波电流，同时保持相对便宜。电池充电器可以获得同样的好处，只要他们的反馈回路是稳定的陶瓷电容器。
陶瓷有其独特的挑战，如压电特性，如果存在可听频率的交流电流，则可能导致可听噪声。这种频率可以发生在电池充电器在两个极端负载:低辍学和轻负载。
电池充电器碰到的墙上适配器的电压通常只比电池的峰值电压高几伏。根据设计的不同，当充电器接近100%占空比时，开关频率在进入直流的过程中通过可听范围。另外，充电电流低于PWM控制器维持调节能力的条件会产生不连续的开关周期或周期跳变。在可听范围内可以出现跳周期切换周期。这种情况通常发生在电池在充电过程中短暂断开以进行终止条件评估时，从而迫使充电电流为零。陶瓷电容器将周期跳变或低差开关活动转化为可听噪声。LTC4101通过在所有负载(甚至是0A)下连续切换来避免这个问题。
高开关频率保持电感小
充电器系统设计人员经常被驱使去降低电感值，以利用更小的外形因素的组件。问题是，在给定的开关频率下，较小的电感会导致更多的电感纹波电流，从而增加输出电容的尺寸。然而，如果增加开关频率与电感的减小成正比，输出电容可以保持不变。LTC4101工作在300kHz的开关频率下，允许使用微小的、低姿态的电感器。
结论
LTC4101智能电池保留了与LTC4100相同的紧凑外形优势，同时针对需要备用电池的紧凑型产品中的低压电池组进行了优化。
