個人計算機領域流行用智能電池，這是因為智能電池能提供本個工業標準、高精度氣壓計（gasgauge）系統。智能電池符合智能電池供電系統（SBS）所定義的元件所有工作性能指標，電池具有跟蹤有關電池充電和使用信息的嵌入控制器。通過串行、2線SMBus接口提供信息到系統。可詢問電池信息包括剩余容量、總容量、在現有放電速率下時間余、放電電流、終端電壓等。由于大多數智能電池在總線中可成為主機，所以電池可控制智能電池充電器使其最佳充電。Linear公司LTC1759智能電池充電器IC設計用于控制這類智能電池。另(ling)外，由電(dian)(dian)池(chi)提供的安(an)全(quan)信號指示電(dian)(dian)池(chi)是否(fou)呈現在系(xi)統(tong)中和是否(fou)有(you)熱引起的告(gao)警或在其(qi)他系(xi)統(tong)失效時是否(fou)電(dian)(dian)池(chi)失效。SBS顯著特點(dian)是安(an)全(quan)、使用容易和兼容性。

　　SBS規范允許兩種類型智能電池充電器（SBC）：Level2充電和Level3充電器。Level2充電器（如LTC1759）是SMBus上的從機，響應來自電池的命令控制充電。Level3充電器可以是SMBus上的主機或從機，它可詢問電池確定充電信息。SBC與電池化學類型無關。它響應來自電池的命令提供充電電流和充電電壓。電池的零電流（或零電壓）或終止充電報警形式發出充電終止。假若安全信號指標電池不存在或安全充電電池太熱，則充電也將終止(zhi)。

　　SMBus 為系統和電(dian)源管理(li)這樣的(de)(de)(de)(de)任務提(ti)供(gong)了一條控(kong)(kong)制(zhi)總線，使(shi)用(yong)(yong)(yong) SMBus 的(de)(de)(de)(de)系統，設(she)(she)備(bei)之間發送(song)和接收消息都是通過 SMBus，而不是使(shi)用(yong)(yong)(yong)單獨的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)線，這樣可以節省設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)管腳數(shu)。 　　使(shi)用(yong)(yong)(yong) SMBus，設(she)(she)備(bei)還可以提(ti)供(gong)它(ta)的(de)(de)(de)(de)生產信(xin)息，告訴系統它(ta)的(de)(de)(de)(de)型號，部件號等，針(zhen)對(dui)掛起事件保存它(ta)的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態，報告不同類別的(de)(de)(de)(de)錯誤(wu)，接收控(kong)(kong)制(zhi)參(can)數(shu)，并返回它(ta)的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態等。 　　SMBus器(qi)件存在(zai)現有(you)7層OSI網絡模型中(zhong)的(de)(de)(de)(de)前3層，即物理(li)層，數(shu)據鏈路層和網絡層。 　　SMBus最初的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是為智能電(dian)池，充電(dian)電(dian)池和與(yu)其他系統通信(xin)的(de)(de)(de)(de)微控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)之間的(de)(de)(de)(de)通信(xin)鏈路而定(ding)義的(de)(de)(de)(de)。SMBus也被用(yong)(yong)(yong)來連接各種(zhong)設(she)(she)備(bei)，包括電(dian)源相關設(she)(she)備(bei)，系統傳感(gan)器(qi)，EEPROM通訊設(she)(she)備(bei)等等。

　　LTC1759是一款完整的Level2智能電池充電器。它能在SMBus接口上用接收和譯碼命令自動充電智能電池。LT1759遵從智能電池充電器規(gui)范的全部安全要求，包括3分鐘(zhong)定時器（保(bao)護SMBus通信換效(xiao)和(he)喚醒模(mo)式期間鋰(li)離子電(dian)池過(guo)充(chong)電(dian)）。硬件可(ke)編程(cheng)電(dian)注和(he)電(dian)壓限制提供另外等(deng)級(ji)保(bao)護，這種(zhong)保(bao)護由失效(xiao)軟件不(bu)可(ke)能改(gai)變。

　　LTC1759管理智能電池充電系統的所有復雜事物。它具有SBC依從性、安全、輸出電壓精確、SMBus加速泵、墻式適配器電流限制等特性。它把智能充電器的恒流（CC）、恒壓（CV）、電流模式開關電池充電器電路融合于一身。

　　電路描述

　　LTC1759包括：一個同步、電流模式、PWM降壓開關控制器，一個充電器控制器(qi)(qi)(qi)，兩個控制充電(dian)器(qi)(qi)(qi)參(can)量的10位DAC，一個熱敏電(dian)阻安(an)全信號譯碼器(qi)(qi)(qi)，硬件電(dian)壓和(he)電(dian)流限(xian)制譯碼器(qi)(qi)(qi)和(he)一個SMBus控制器(qi)(qi)(qi)單(dan)元（見(jian)圖(tu)1）。

 智能(neng)電池或系(xi)統控制器(qi)通過(guo)SMBus接口命令對恒(heng)漢和恒(heng)壓限(xian)值進(jin)行(xing)編程。降壓變壓器(qi)用N-溝MOSFET做為開關，使(shi)成本降低、高效率(lv)工作(zuo)。熱敏(min)電阻安全檢(jian)(jian)測(ce)電路檢(jian)(jian)測(ce)電池存(cun)在或確定(ding)電池溫(wen)度是否允許安全充電。

當通(tong)過SMBus傳(chuan)輸(shu)接(jie)(jie)收(shou)(shou)恒(heng)(heng)流(liu)(liu)(liu)值時(shi)，它(ta)被RILIMIT定標和限制到低于編(bian)程(cheng)值。此(ci)修正(zheng)值編(bian)程(cheng)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)DAC，設置DC充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)DAC是10位△∑DAC，當希望充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)時(shi)，它(ta)從PROG引腳(jiao)(jiao)吸收(shou)(shou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（見圖2）。放(fang)大(da)器(qi)PROG引腳(jiao)(jiao)吸收(shou)(shou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)（見圖2）。放(fang)大(da)器(qi)CAI感測(ce)RSENSE上(shang)的壓降(jiang)并使(shi)此(ci)電(dian)(dian)壓跨接(jie)(jie)到RS2（200Ω）；流(liu)(liu)(liu)經(jing)(jing)RS2的電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)通(tong)過電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)鏡像(xiang)做為(wei)PROG引腳(jiao)(jiao)上(shang)的上(shang)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)。流(liu)(liu)(liu)經(jing)(jing)RS2電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)與來自(zi)PROG引腳(jiao)(jiao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)相匹(pi)配由CA2實現(xian)恒(heng)(heng)流(liu)(liu)(liu)工作。由于DAC輸(shu)出(chu)是一串(chuan)脈沖(chong)，所以(yi)需要平滑電(dian)(dian)容器(qi)對脈沖(chong)濾波使(shi)其變為(wei)DC。

  LTC1759需(xu)要兩個電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。PWM電(dian)(dian)路(lu)在墻(qiang)式適(shi)配器電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)斷開時(shi)(shi)直接通(tong)過Vcc引腳(jiao)運行，邏(luo)(luo)輯功能運行與VDD電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)無關(guan)。PWM電(dian)(dian)路(lu)在去掉AC電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)時(shi)(shi)能進入40μA微功率停機模式，使(shi)邏(luo)(luo)輯和SMBus工(gong)作(zuo)(zuo)能保持運行，這是Intel ACPI標準所需(xu)要的。這種分(fen)離電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)也使(shi)邏(luo)(luo)輯和SMBus能根(gen)據系統設(she)計為員的需(xu)要運行在3V和5V.為使(shi)LTC1759邏(luo)(luo)輯功耗最小，邏(luo)(luo)輯電(dian)(dian)流(liu)由(you)時(shi)(shi)鐘電(dian)(dian)路(lu)激勵(li)，時(shi)(shi)鐘電(dian)(dian)路(lu)當無動作(zuo)(zuo)時(shi)(shi)停機并(bing)蘇醒服務(wu)于SMBus動作(zuo)(zuo)或產生中斷。一(yi)旦(dan)請(qing)求服務(wu)，LTC1759便返回(hui)到休眠。

　　當去掉AC電(dian)(dian)源或去掉電(dian)(dian)池時，通過(guo)CHGEN-SDB引(yin)腳(jiao)組合發生(sheng)PWM停機。LTC1759通過(guo)DCDIV通腳(jiao)檢測AC損耗。閾(yu)值通常設置恰好低于(yu)墻式適(shi)(shi)配(pei)的最小有效電(dian)(dian)壓。AC電(dian)(dian)源狀(zhuang)態(tai)(tai)通過(guo)SMBus可由系統讀出(chu)。UV引(yin)腳(jiao)只用于(yu)置PWM電(dian)(dian)路進入微(wei)功率停機狀(zhuang)態(tai)(tai)，它直接連到墻式適(shi)(shi)配(pei)器電(dian)(dian)源。

　　在設(she)計中電(dian)(dian)感器選擇(ze)不是(shi)關鍵，這(zhe)是(shi)因為(wei)充電(dian)(dian)器的環(huan)路響應(ying)在意(yi)地(di)設(she)置很(hen)慢。實際(ji)的低限值(zhi)為(wei)15μH左(zuo)右，低值(zhi)電(dian)(dian)感器將產生較高的紋(wen)波電(dian)(dian)流，在輸出需要較低ESR電(dian)(dian)容器。

　　輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)容的選擇(ze)對ESR（等效(xiao)串(chuan)(chuan)(chuan)聯(lian)(lian)電(dian)(dian)(dian)阻）不是很苛刻，但必須處(chu)理來(lai)自充電(dian)(dian)(dian)器(qi)的所有紋波(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。不用考慮(lv)電(dian)(dian)(dian)池的紋波(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，因(yin)為充電(dian)(dian)(dian)器(qi)有效(xiao)阻抗遠遠大于(yu)電(dian)(dian)(dian)感器(qi)的ESR。很多(duo)電(dian)(dian)(dian)池組具有內部串(chuan)(chuan)(chuan)聯(lian)(lian)保護MOSFET，這(zhe)提高了(le)電(dian)(dian)(dian)池ESR。在(zai)多(duo)電(dian)(dian)(dian)池配置(zhi)中也有與電(dian)(dian)(dian)池串(chuan)(chuan)(chuan)聯(lian)(lian)的功率(lv)路由(you)MOSFET，進一步增(zeng)加(jia)(jia)了(le)電(dian)(dian)(dian)池ESR。從(cong)充電(dian)(dian)(dian)器(qi)觀點，輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)ESR可高達1Ω，使電(dian)(dian)(dian)容器(qi)選擇(ze)范(fan)圍寬。當采(cai)用電(dian)(dian)(dian)阻或(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)子負(fu)載時(shi)，可能會(hui)(hui)發(fa)生某(mou)種不穩(wen)定(ding)性(xing)。增(zeng)加(jia)(jia)300Ω電(dian)(dian)(dian)阻器(qi)與PROG引腳(jiao)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)串(chuan)(chuan)(chuan)聯(lian)(lian)或(huo)(huo)在(zai)輸(shu)(shu)出置(zhi)10μF電(dian)(dian)(dian)容器(qi)能改善(shan)穩(wen)定(ding)性(xing)。在(zai)輸(shu)(shu)出不需要用陶瓷(ci)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)，因(yin)為在(zai)很輕(qing)負(fu)載電(dian)(dian)(dian)流(liu)聲頻(pin)下開關(guan)變換(huan)器(qi)變得不連接(jie)和(he)在(zai)下降周期(qi)開始(shi)時(shi)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)會(hui)(hui)造成噪聲，應該采(cai)用鉭電(dian)(dian)(dian)容。輸(shu)(shu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)容選擇(ze)由(you)充電(dian)(dian)(dian)器(qi)輸(shu)(shu)入(ru)紋波(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)（一般為最大輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)流(liu)的1/2）決定(ding)。對于(yu)4A充電(dian)(dian)(dian)器(qi)建議用22μF（50V）陶瓷(ci)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)，它一般可處(chu)理2A紋波(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。

　　從(cong)電(dian)(dian)池(chi)到墻(qiang)(qiang)式(shi)適(shi)配(pei)器(qi)的電(dian)(dian)流保護由P-溝MOSFET（Q1）提供。電(dian)(dian)壓比(bi)較器(qi)監控跨接在MOSFET上的電(dian)(dian)壓而且當墻(qiang)(qiang)式(shi)適(shi)配(pei)降到電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓之(zhi)上小(xiao)于200mV時關閉MOSFET。盡管(guan)價(jia)廉的二極管(guan)可用于替代以MOSFET，但MOSFET只增(zeng)加100mV到0.4V低(di)壓差工作模式(shi)而不(bu)產生額外(wai)的熱量。在沒有(you)電(dian)(dian)池(chi)起動時間，采用MOSFET附加二極管(guan)使墻(qiang)(qiang)式(shi)適(shi)配(pei)器(qi)電(dian)(dian)源能達到Vcc引腳并為(wei)PWM控制(zhi)電(dian)(dian)路(lu)供電(dian)(dian)。

　　主(zhu)要(yao)(yao)的補償是(shi)(shi)d PROG引(yin)腳(jiao)上進行(xing)；然(ran)而DAC脈(mo)沖濾波要(yao)(yao)求(qiu)確定電(dian)容(rong)(rong)器有(you)效值(zhi)。脈(mo)沖紋波電(dian)流必(bi)須小平200mV或環(huan)(huan)路(lu)起伏（在輕(qing)載(zai)充電(dian)電(dian)流時出(chu)現的環(huan)(huan)路(lu)不穩(wen)定性）。Vc引(yin)腳(jiao)電(dian)容(rong)(rong)器的主(zhu)要(yao)(yao)功能(neng)是(shi)(shi)提(ti)供自啟動(dong)支持。必(bi)須有(you)一個(ge)1.5K電(dian)阻器與(yu)Vc引(yin)腳(jiao)電(dian)容(rong)(rong)器串聯以能(neng)恰當停機。

　　從熱觀點考慮，輸出(chu)電(dian)壓在電(dian)池(chi)(chi)溫度充電(dian)范圍內(nei)保(bao)持(chi)大(da)約(yue)0.5%精度。精度越(yue)高，電(dian)流(liu)充電(dian)容量(liang)就(jiu)越(yue)大(da)，而更(geng)重(zhong)要是(shi)在電(dian)池(chi)(chi)中與電(dian)壓基充電(dian)終端(duan)電(dian)路有(you)關的問題就(jiu)會(hui)更(geng)少。

　　關于SMBus加速泵，AC適配電流限制，安(an)全信(xin)號感測，安(an)全電壓和電流范圍(wei)設計等問題在此就不一(yi)一(yi)詳述。

　　LTC1579遵從智能電池系統組織發表的智能電池充電器標準。充電器控制器也遵從Intel的ACP標準，甚至當沒有AC墻式適配器電源時也能響應系統指令。該充電器提供最寬的電流和電壓工作范圍。LTC1759具有價廉、高性能和安全的特點，比其他智能電池充電器優越。