Couverture ElectroniqueS n°127

Gestionnaire complet de charge et de décharge pour les batteries de tous types et les supercondensateurs, le LTC4110 de Linear Technology constitue la solution monolithique la plus intégrée, dédiée à la sauvegarde mémoire de systèmes tels que les serveurs. Avec le LTC4110, Linear Technology ambitionne de simplifier la gestion d'un système de sauvegarde sur une batterie de secours, un élément clé lorsqu'il est question d'un serveur d'information ou d'un équipement médical, par exemple. Pour ce faire, le circuit supporte tous les types de batteries, standard ou « intelligentes » avec leur électronique intégrée, et les diverses chimies en usage. Cela inclut les accumulateurs Li-ion/Li-ion polymère, NiCd et NiMH, les batteries au plomb et les supercondensateurs (tableau).Concrètement, l'équipement tire son énergie d'une alimentation principale et, lorsque celle-ci s'avère momentanément déficiente, le LTC4110 aiguille automatiquement le système sur une batterie de secours. La charge de cette dernière ainsi que le calibrage sont gérés. Dans le cadre d'un serveur (qui est l'application principale visée), la vocation du circuit consiste à protéger les données mémoire uniquement. De ce fait, les fonctions assurées ne sont pas celles incombant à un onduleur.Elément central d'une topologie de conversion d'énergie de type flyback synchrone (à récupération d'énergie), le LTC4110 requiert une vingtaine de composants discrets alentour : une poignée de Mosfet, un transformateur, des résistances et condensateurs. De telle sorte qu'il est apte à générer une tension supérieure (fonctionnement en boost) ou inférieure (buck) au rail d'entrée. Cette dernière particularité est avantageuse pour le concepteur qui n'a plus à se soucier des conditions d'entrée pour optimiser la configuration de la batterie.Le LTC4110 dispose par ailleurs d'une interface SMBus/I2C, par laquelle le contrôleur hôte accède aux registres d'états du circuit, contrôle à la demande l'état des trois broches d'E/S d'usage général (GPIO), étalonne une jauge, ou vérifie si la capacité de la batterie satisfait à la demande émanant de la charge.Un mode calibrage sans perteAfin de s'adapter à toutes les circonstances, le LTC4110 fonctionne selon quatre modes : sauvegarde (automatique), charge (automatique), calibrage et arrêt. En fonctionnement normal du système, l'alimentation DCIN (voir photo) est présente et l'équipement tire son énergie de celle-ci, sous le contrôle de la circuiterie Power Path du LTC4110. Pendant cette phase, la batterie de sauvegarde est, si nécessaire, simultanément chargée. Dans l'hypothèse d'un défaut de l'alimentation principale, cette même batterie prend le relais (backup load) grâce à la mise en conduction d'un couple de Mosfet à faibles résistances internes.Durant le mode calibrage, utile pour tester la batterie et vérifier la capacité restante, un faible courant est extrait de ladite batterie. Cette opération s'effectue sans perte additionnelle grâce au convertisseur DC-DC flyback bidirectionnel. De telle sorte que l'énergie soutirée n'est pas dissipée sous forme de chaleur dans un élément résistif, mais renvoyée à l'entrée afin d'être utilement employée. Un atout dans un environnement de type serveur, généralement confiné.Enfin, en mode arrêt, la batterie est déconnectée de la charge. L'intérêt est ici de fournir au client un produit fini, avec une batterie chargée installée. En outre, il est envisageable de combiner plusieurs LTC4110 afin de constituer un système redondant ou pour augmenter le nombre de packs batteries supportés et, in-cidemment, prolonger la durée de sauvegarde.Le courant de charge est programmable jusqu'à 3 A, avec une précision de ± 3 %. La plage des tensions de batterie est pour sa part de 2,7 à 19 V, alors que la tension d'entrée est susceptible d'évoluer entre 4,5 et 19 V. Pendant un cycle de charge, la tension est précise à ± 0,5 %. Le circuit dispose par ailleurs de protections contre les surtensions et les conditions de sous-tensions, et d'une interface pour une thermistance externe.Pour des tensions d'entrée et de sortie de 12 et 12,6 V respectivement, et des intensités de charge de 0,2 à 1 A, le rendement évolue entre 80 et 86 %.Le LTC4110 est un circuit Cmos monolithique encapsulé dans un boîtier QFN 38 broches de 5 x 7 mm avec semelle métallique, pour une hauteur de 0,75 mm. Il est spécifié dans la gamme de température - 40 à + 85°C.

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