可编程电压检测器LTC1998及其应用

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有两种情况下充电电池(或电池组)需停止放电:电池电压降到终止放电电压;稳压器的输出电压已降到稳压的下限。如继续使用,会影响电路的正常工作,甚至损害电池。为此,用可编程电压检测器来监控电池电压以防过放电的发生。

LTC1998是一种低功耗、高精度可编程(可设定电池低电压阈值)的电压检测器。该器件的特点:检测电压精度高(外设电阻±1%时,精度在±1%内);检测电压值及滞后电压可由用户设定;静态电流小,为2.5μA;检测电压设定范围2.5V~3.25V;电池电压V\(_{BATT}\)≥1V时,输出状态可保持;工作电压1~5.5V;工作温度-40°C~+85°C;6管脚SOT-23封装。

LTC1998的管脚排列如图1所示。各管脚功能如附表所示。

图2
图2 🔍原图 (425×227)
图1
图1 🔍原图 (459×473)

LTC1998的输入、输出特性如图2所示。当电池的电压V\(_{BATT}\)大于设定的阈值电压V\(_{BATT}\).Th加滞后电压V\(_{HYST}\)时,V\(_{LOGIC}\)输出高电平;当V\(_{BATT}\)降到V\(_{BATT}\).Th时,V\(_{LOGIC}\)输出低电平。只要V\(_{LOGIC}\)≥1V,这低电平状态一直保持。

图3
图3 🔍原图 (567×225)

滞后电压大小由用户设定,一般设V\(_{HYST}\)从100mV~300mV以保证不受电源的纹波电压干扰,使工作稳定。

V\(_{BATT}\).Th值可在2.5V~3.25V之间选取。

图4
图4 🔍原图 (425×553)

图3中VH. A及V\(_{TH}\). A由R1、R2、R3组成的分压器来确定。R1、R2、R3与设定的电池低电压阈值V\(_{BATT}\).Th及滞后电压V\(_{HYST}\)有关。先设定V\(_{BATT}\).Th及V\(_{HYST}\),再取R1+R2+R3=1MΩ(因VH.A及V\(_{TH}\).A的输入阻抗高,故可用较大的阻值)。线性技术公司给出计算公式如下:

R\(_{TOTAL}\)=R1+R2+R3=4.2V/I\(_{Rmax}\)

=1MΩ(1)

R1=R\(_{TOTAL}\)[5V/(V\(_{BATT}\).Th+V\(_{HYST}\))-1]

(2)

R2=R\(_{TOTAL}\)(5V/V\(_{BATT}\).Th-1)(3)

例如,设电池低电压V\(_{BATT}\).Th=2.7V,V\(_{HYST}\)=100mV,采用4.2V锂离子电池,允许I\(_{Rmax}\)=4.2μA。可算得:R1=786kΩ;R2=66kΩ;R3=148kΩ。可选E48系列的RJJ 1/4W ±1%的电阻即可,即金属膜、精密、1/4W、误差±1%的电阻。

LTC1998的应用电路如图4及图5所示。在图4中,由1节锂离子电池供电,由低压差(LDO)稳压器稳压输出2.5V电压供μP及负载。为保证输出电压稳定性,要求输入电压不低于2.8V,即V\(_{BATT}\).Th=2.8V,设V\(_{HYST}\)=0.1V,并由公式(1)~(3)求出R1、R2、R3,选E48系列的RJJ电阻,则检测电压精度可达±1%。

图5
图5 🔍原图 (791×443)
图6
图6 🔍原图 (832×406)

图5中BATTLO——————信号直接控制LDO的关闭控制端(SHDN————)。当电池的电压降到设定的电池低电压阈值时,LTC1998的BATTLO——————输出低电平,关闭稳压器、切断负载电源。

编者注:有关LTC1998更详细的原厂资料可上网查询www.linear_tech. com/pdf/1998f.pdf。

(戴维德)