適合便攜設(shè)備應(yīng)用的線性鋰電池充電管理芯片

本文介紹的CN3052A/CN3052B/CN3056是高性能的線性鋰電池充電管理芯片。這些器件內(nèi)部集成有功率管，不需要外部的電流檢測電阻和阻流二極管，只需要極少的外圍元器件，并且符合USB總線技術(shù)規(guī)范，可以通過USB端口為鋰電池充電，因此非常適用于各種充電器及MP4播放器、藍(lán)牙耳機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜式產(chǎn)品。圖1是一個(gè)典型的應(yīng)用電路圖。
圖2是CN3052A/CN3052B/CN3056的內(nèi)部功能框圖，芯片的管腳功能如表1所示。熱調(diào)制電路可以在器件的功耗比較大或者環(huán)境溫度比較高的情況下將芯片溫度控制在安全范圍內(nèi)，便于客戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。調(diào)制輸出電壓為4.2V，精度達(dá)1%；充電電流可以通過一個(gè)外部電阻調(diào)整。當(dāng)輸入電壓過低或掉電時(shí)，CN3052A/CN3052B/CN3056自動(dòng)進(jìn)入低功耗的睡眠模式，此時(shí)電池的電流消耗小于3uA。
CN3052A/CN3052B/CN3056的工作流程
圖3是CN3052A/CN3052B/CN3056的充電過程示意圖。當(dāng)輸入電壓大于電源低電壓檢測閾值和芯片使能輸入端接高電平時(shí)，CN3052A/CN3052B/CN3056開始對電池充電，CHRG管腳輸出低電平，表示充電正在進(jìn)行。如果電池電壓低于3V，充電器用小電流對電池進(jìn)行預(yù)充電。當(dāng)電池電壓超過3V時(shí)，充電器采用恒流模式對電池充電，充電電流由ISET管腳和GND之間的電阻RISET<確定。當(dāng)電池電壓接近電池端調(diào)制電壓4.2V時(shí)，充電電流逐漸減小，CN3052A/CN3052B/CN3056進(jìn)入恒壓充電模式。
當(dāng)充電電流減小到充電結(jié)束閾值時(shí)，CHRG端輸出高阻態(tài)，表示充電周期結(jié)束，充電結(jié)束閾值是恒流充電電流的10%。如果要開始新的充電周期，只要將輸入電壓斷電，然后再上電就可以了，或者將CE管腳的電壓暫時(shí)拉到0V，再恢復(fù)到高電平。當(dāng)電池電壓降到再充電閾值以下時(shí)，自動(dòng)開始新的充電周期。當(dāng)輸入電壓低于電池電壓時(shí)，充電器進(jìn)入低功耗的睡眠模式，電池端消耗的電流小于3uA，從而增加了待機(jī)時(shí)間。如果將使能輸入端CE接低電平，充電器被關(guān)斷。
CN3052A/CN3052B/CN3056的主要功能介紹
電源低電壓檢測(UVLO) CN3052A/CN3052B/CN3056內(nèi)部有電源電壓檢測電路，當(dāng)電源電壓低于電源電壓過低閾值(典型值4.03V)時(shí)，芯片處于關(guān)斷狀態(tài)，充電也被禁止。
睡眠模式 CN3052A/CN3052B/CN3056內(nèi)部有睡眠狀態(tài)比較器，當(dāng)輸入電壓VIN小于電池端電壓＋40mV時(shí)，充電器處于睡眠模式；只有當(dāng)輸入電壓VIN上升到電池端電壓90mV以上時(shí)，充電器才能離開睡眠模式，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
預(yù)充電狀態(tài) 在充電周期的開始，如果電池電壓低于3V，充電器處于預(yù)充電狀態(tài)，充電器以恒流充電模式充電電流的10%對電池進(jìn)行充電。
設(shè)定充電電流 CN3052A/CN3052B/CN3056的恒流模式充電電流可以由ISET管腳的電阻來設(shè)定。充電電流：

熱調(diào)制功能 CN3052A/CN3052B/CN3056內(nèi)部集成有熱調(diào)制電路，當(dāng)芯片的溫度上升到一定的溫度(115℃)后，熱調(diào)制電路開始動(dòng)作，將芯片的溫度維持在115℃，處于恒溫狀態(tài)。這項(xiàng)功能對于線性充電器電路非常重要，甚至可以說是必不可少的。有了這項(xiàng)功能，用戶在設(shè)計(jì)最大充電電流時(shí)，只要考慮通常情形就可以了，而不需要考慮最壞工作情況。如果沒有熱調(diào)制功能，用戶在設(shè)計(jì)最大充電電流時(shí)，必須充分考慮最壞情況，否則稍有不慎，芯片將會因?yàn)闇囟冗^高而被燒毀。