logo资料库

线性锂离子电池充电器电路.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.19M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
第1页 / 共10页
第2页 / 共10页
第3页 / 共10页
第4页 / 共10页
第5页 / 共10页
第6页 / 共10页
第7页 / 共10页
第8页 / 共10页
资料共10页，剩余部分请下载后查看
    查询CN3052A供应商 如韵电子 CONSONANCE 500毫安USB接口兼容的线性锂离子电池充电器电路 CN3052A 概述： CN3052A是可以对单节锂离子或者锂-聚合物可充电电池进行恒流/恒压充电的充电器电路。该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。CN3052A只需要极少的外围元器件，并且符合USB总线技术规范，非常适用于便携式应用的领域。热调制电路可以在器件的功耗比较大或者环境温度比较高的时候将芯片温度控制在安全范围内。调制输出电压为4.2V，精度达1%。充电电流的大小可以通过一个外部电阻调整。当输入电压（交流适配器或者USB电源）掉电时，CN3052A自动进入低功耗的睡眠模式，此时电池的电流消耗小于3微安。其它功能包括输入电压过低锁存，自动再充电，芯片使能输入端，电池温度监控以及状态指示等功能。 CN3052A采用散热增强型的8管脚小外形封装(SOP8)。 应用： 移动电话 数码相机 MP3 播放器 电子词典 蓝牙应用 便携式设备 各种充电器 特点： 可以用USB口或交流适配器对单节锂离子或者锂-聚合物可充电电池充电 片内功率晶体管 不需要外部阻流二极管和电流检测电阻 输出电压4.2V，精度可达1% 为了激活深度放电的电池和减小功耗，在电池电压较低时采用小电流的预充电模式 用户可编程的持续恒流充电电流可达500mA 采用恒流/恒压/恒温模式充电，既可以使充电电流最大化，又可以防止芯片过热 电源电压掉电时自动进入低功耗的睡眠模式 状态指示输出可驱动LED或与单片机接口 C/10充电结束检测 自动再充电 电池温度监测功能 芯片使能输入端 封装形式SOP8 无铅产品 管脚排列： TEMPCEGNDISETVINCHRGCN3052A12345678BATFAULT www.consonance-elec.com REV 1.4 1 查询CN3052A供应商
    典型应用电路： VINCECHRGFAULT330LEDBATCN3052A4.7uFBat+ISETGNDTEMPBat-RISETNTCR2R1输入电压 4.35V to 6V电池21537846330LED4.7uF 图1 典型应用电路 订购信息： 器件型号 电压值 封装形式工作环境温度 CN3052A 4.2V SOP8 －40℃ to 85℃ REV 1.4 2
    功能框图： IrefCECHRGGNDTEMPISETBAT+-+-+-VINTdie115 CTampVampIampVrefcontrolUVLOTEMPComparatorschmittTerminationComparatorRechargeComparatorFAULT 图2 功能框图 REV 1.4 3
    管脚功能描述 序号 名称 功能描述 1 TEMP 电池温度检测输入端。将TEMP管脚接到电池的NTC传感器的输出端。如果TEMP管脚的电压小于输入电压的45%或者大于输入电压的80%超过0.15秒，意味着电池温度过低或过高，则充电将被暂停，管脚被拉到低电平，表示进入电池故障状态。如果TEMP在输入电压的45%和80%之间超过0.15秒，则电池故障状态将被清除，管脚为高阻态，充电将继续。 如果将TEMP管脚接到地，电池温度监测功能将被禁止。 2 ISET 恒流充电电流设置和充电电流监测端。从ISET管脚连接一个外部电阻到地端可以对充电电流进行编程。在预充电阶段，此管脚的电压被调制在0.2V；在恒流充电阶段，此管脚的电压被调制在2V。在充电状态的所有模式，此管脚的电压都可以根据下面的公式来监测充电电流： ICH = (VISET×900)／RISET 3 GND 电源地 4 VIN 输入电压正输入端。此管脚的电压为内部电路的工作电源。当VIN与BAT管脚的电压差小于40mv时，CN3052A将进入低功耗的睡眠模式，此时BAT管脚的电流小于3uA。 5 BAT 电池连接端。将电池的正端连接到此管脚。在芯片被禁止工作或者睡眠模式，BAT管脚的电流小于3uA。BAT管脚向电池提供充电电流和4.2V的调制电压。 6 漏极开路输出的电池故障状态指示端。当TEMP管脚的电压低于输入电压VIN的45%或者高于输入电压VIN的80%超过0.15秒时，表示电池温度过低或过高，被内部开关下拉到低电平，指示处于电池故障状态。除此以外，管脚将处于高阻态。 7 漏极开路输出的充电状态指示端。当充电器向电池充电时，管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则管脚处于高阻态。 8 CE 芯片使能输入端。高输入电平将使CN3052A处于正常工作状态；低输入电平使CN3052A处于被禁止状态。CE管脚可以被TTL电平或者CMOS电平驱动。 极限参数 管脚电压………………………－0.3V to 6.5V 最高结温….…………………150℃ BAT管脚短路持续时间………连续 工作温度….………－40℃ to 85℃ 静电放电(HBM)…………….…2KV 存储温度…...……－65℃ to 150℃ 热阻(SOP8)……………………TBD 焊接温度（10秒）……...…..300℃ 超出以上所列的极限参数可能造成器件的永久损坏。以上给出的仅仅是极限范围，在这样的极限条件下工作，器件的技术指标将得不到保证，长期在这种条件下还会影响器件的可靠性。 REV 1.4 4
    电气参数： (VIN=5V, 除非另外注明，TA=－40℃ 到 85℃, 典型值在环境温度为25℃时测得) 参数 符号 测试条件 最小 典型 最大 单位 输入电源电压 VIN 4.35 6 V CE=VIN，BAT端无负载 400 650 950 工作电流 IVIN 芯片被禁止状态，CE=GND 4 uA 电源电压过低锁存阈值 Vuvlo VIN上升 3.83 4.03 4.23 V 电源电压过低检测阈值迟滞 Huvlo 0.1 V 恒压充电电压 VREG CN3052A 4.158 4.2 4.242 V RISET=3.6K, 恒流充电模式 CN3052A 400 500 600 RISET=3.6K, VBAT＝2.3V CN3052A 25 50 75 mA VBAT=VREG 1.75 3.5 7 CE=GND, 芯片被禁止状态 3 电池连接端电流 IBAT VIN=0V, 睡眠模式 3 uA 预充电阈值 预充电阈值 VPRE BAT管脚电压上升 2.9 3.0 3.1 V 预充电阈值迟滞 HPRE 0.1 V 充电结束阈值 充电结束阈值 Vterm 测量ISET管脚的电压 0.18 0.22 0.26 V 再充电阈值 再充电阈值 VRECH VREG－0.1 V 睡眠模式 睡眠模式阈值 VSLP VIN下降 测量电压差(VIN－VBAT) 40 mv 睡眠模式解除阈值 VSLPR VIN上升 测量电压差(VIN－VBAT) 90 mv ISET管脚 VBAT<2.9V，预充电模式 0.2 ISET管脚电压 VISET 恒流充电模式 2.0 V TEMP管脚 高端阈值 VHIGH 80 82.5 %VIN低端阈值 VLOW 42.5 45 %VIN输入电流 TEMP到VIN或到地端的电流 0.5 uA CE管脚 输入低电平 VCEL CE电压下降 0.75 V 输入高电平 VCEH CE电压上升 2.0 V ICEL CE=GND, VIN=6V －1 输入电流 ICEH CE=VIN=6V 1 uA REV 1.4 5
    电气参数(接上页) 参数 符号 测试条件 最小 典型 最大 单位 管脚 下拉电流 ICHRG VCHRG=0.3V，充电模式 10 mA 漏电流 CE=GND, VCHRG=6V 1 uA 管脚 下拉电流 IFAULT VFAULT=0.3V，电池故障状态 10 mA 漏电流 CE=GND, VFAULT=6V 1 uA 详细描述 CN3052A是专门为一节锂离子或锂聚合物电池而设计的线性充电器电路，利用芯片内部的功率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。充电电流可以用外部电阻编程设定，最大持续充电电流可达500mA，不需要另加阻流二极管和电流检测电阻。CN3052A包含两个漏极开路输出的状态指示输出端，充电状态指示端和电池故障状态指示输出端。芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过115℃时自动降低充电电流，这个功能可以使用户最大限度的利用芯片的功率处理能力，不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件。这样，用户在设计充电电流时，可以不用考虑最坏情况，而只是根据典型情况进行设计就可以了，因为在最坏情况下，CN3052A会自动减小充电电流。 当输入电压大于电源低电压检测阈值和芯片使能输入端接高电平时，CN3052A开始对电池充电，管脚输出低电平，表示充电正在进行。如果电池电压低于3V，充电器用小电流对电池进行预充电。当电池电压超过3V时，充电器采用恒流模式对电池充电，充电电流由ISET管脚和GND之间的电阻RISET.确定。当电池电压接近电池端调制电压时，充电电流逐渐减小，CN3052A进入恒压充电模式。当充电电流减小到充电结束阈值时，充电周期结束，端输出高阻态，表示充电周期结束，充电结束阈值是恒流充电电流的10%。如果要开始新的充电周期，只要将输入电压断电，然后再上电就可以了，或者将CE管脚的电压暂时拉到0V，再恢复到高电平。当电池电压降到再充电阈值以下时，自动开始新的充电周期。芯片内部的高精度的电压基准源，误差放大器和电阻分压网络确保电池端调制电压的精度在1%以内，满足了锂离子电池和锂聚合物电池的要求。当输入电压掉电或者输入电压低于电池电压时，充电器进入低功耗的睡眠模式，电池端消耗的电流小于3uA，从而增加了待机时间。如果将使能输入端CE接低电平，充电器被关断。上述充电过程如图3所示： 涓流充电恒流充电恒压充电充电结束充电电流充电电压3V4.2V 图3 充电过程示意图 REV 1.4 6
    应用信息 电源低电压锁存(UVLO) CN3052A内部有电源电压检测电路，当电源电压低于电源电压过低阈值时，芯片处于关断状态，充电也被禁止。 睡眠模式 CN3052A内部有睡眠状态比较器，当输入电压VIN小于电池端电压＋40mv时，充电器处于睡眠模式；只有当输入电压VIN上升到电池端电压90mv以上时，充电器才离开睡眠模式，进入正常工作状态。 预充电状态 在充电周期的开始，如果电池电压低于3V，充电器处于预充电状态，充电器以恒流充电模式充电电流的10%对电池进行充电。 芯片使能输入端 CN3052A有一个芯片使能输入端CE，如果此管脚的电压低于0.75V，则芯片被关断，芯片内部电路和功率晶体管都被关断。若要芯片正常工作，则需要在CE管脚施加大于2V的电压。在CE管脚施加电压在0.75V 和2.0V之间，将导致工作电流变大，并可能使CN3052A处于不确定状态。 设定充电电流 在恒流模式，计算充电电流的公式为： ICH = 1800V / RISET 其中，ICH 表示充电电流，单位为安培 RISET 表示ISET管脚到地的电阻，单位为欧姆 例如，如果需要500毫安的充电电流，可按下面的公式计算： RISET = 1800V/0.5A = 3.6kΩ 为了保证良好的稳定性和温度特性，RISET建议使用精度为1%的金属膜电阻。 通过测量ISET管脚的电压可以检测充电电流。充电电流可以用下面的公式计算： ICH = (VISET / RISET) × 900 同时应用USB和墙上适配器充电 CN3052A不但可以利用USB接口为锂离子/锂聚合物电池充电，也可以利用墙上适配器为锂离子/锂聚合物电池充电。图4示出一个同时使用USB接口和墙上适配器通过CN3052A对锂离子/锂聚合物电池进行充电的例子，当二者共同存在时，墙上适配器具有优先权。M1为P沟道MOSFET，M1用来阻止电流从墙上适配器流入USB接口，肖特基二极管D1可防止USB接口通过1K电阻消耗能量。 VIN1KCN3052AUSBPowerWallAdapterM1D1 图4 同时使用墙上适配器和USB接口 REV 1.4 7
    电池温度监测 为了防止温度过高或者过低对电池造成的损害，CN3052A内部集成有电池温度监测电路。电池温度监测是通过测量TEMP管脚的电压实现的，TEMP管脚的电压是由电池内的NTC热敏电阻和一个电阻分压网络实现的，如图1所示。 CN3052A将TEMP管脚的电压同芯片内部的两个阈值VLOW 和VHIGH 相比较，以确认电池的温度是否超出正常范围。在CN3052A内部，VLOW被固定在45%×VIN，VHIGH被固定在80%×VIN。如果TEMP管脚的电压VTEMPVHIGH 超过0.15秒，则表示电池的温度太高或者太低，充电过程将被暂停；如果TEMP管脚的电压VTEMP在VLOW 和VHIGH之间超过0.15秒，充电周期则继续。 如果将TEMP管脚接到地，电池温度监测功能将被禁止。 确定R1和R2的值 R1和R2的值要根据电池的温度监测范围和热敏电阻的电阻值来确定，现举例说明如下： 假设设定的电池温度范围为TL～TH，（其中TL＜TH)；电池中使用的是负温度系数的热敏电阻（NTC），RTL为其在温度TL时的阻值，RTH为其在温度TH时的阻值，则RTL＞RTH，那么，在温度TL时，第一管脚TEMP端的电压为： 在温度TH时，第一管脚TEMP端的电压为： 然后，由VTEMPL＝VHIGH＝k2×VIN (k2=0.8) VTEMPH＝VLOW＝k1×VIN (k1=0.45) 则可解得： R1＝21THTL12THTLk)kR(R)k(kRR−− R2＝)kk(kR)kk(kR)k(kRR212TH211TL12THTL−−−− 同理，如果电池内部是正温度系数（PTC）的热敏电阻，则RTH＞RTL，我们可以计算得到： R1＝21TLTH12THTLk)kR(R)k(kRR−− R2＝)kk(kR)kk(kR)k(kRR212TL211TH12THTL−−−− 从上面的推导中可以看出，待设定的温度范围与电源电压VIN是无关的，仅与R1、R2、RTH、RTL有关；其中，RTH、RTL可通过查阅相关的电池手册或通过实验测试得到。 在实际应用中，若只关注某一端的温度特性，比如过热保护，则R2可以不用，而只用R1即可。R1的推导也变得十分简单，在此不再赘述。 再充电 当一个充电周期结束时，如果电池电压低于再充电阈值4.1V时，CN3052A自动开始一个新的充电周期。 恒流/恒压/恒温充电 CN3052A采用恒流/恒压/恒温模式对电池充电，如图2所示。在恒流模式，充电电流为1800V/RISET.。如果CN3052A的功耗过大，器件的结温接近115℃，放大器Tamp开始工作，使器件的结温保持在大约115℃。 漏极开路状态指示输出端 CN3052A有两个漏极开路状态指示输出端，和。当充电器处于充电状态时，被拉到低电 REV 1.4 8
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    课程资源

    共收录17145份资料，累计13个分类，关注成员有19位，主要包括：PHP,网络管理,网页制作,Java,.Net,数据库,3G/移动开发,C/C++,游戏开发,嵌入式,讲义,软件测试,专业指导

    热门标签

    PHP 网络管理 网页制作 Java .Net 数据库 3G/移动开发 C/C++ 游戏开发 嵌入式 讲义 软件测试 专业指导

    最新资料