CN3705电源管理芯片

5A多类型电池充电管理集成电路CN3705概述:CN3705是PWM降压模式锂电池或磷酸铁锂电池充电管理集成电路，独立对单节或多节锂电池或磷酸铁锂电池充电进行自动管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。CN3705具有恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池或磷酸铁锂电池的充电。在恒压充电模式，恒压充电电压由外部电阻分压网络设置；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。对于深度放电的电池，当电池电压低于所设置的恒压充电电压的66.7%时，CN3705用所设置的恒流充电电流的15%对电池进行涓流充电。在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到外部电阻所设置的值时，充电结束。在充电结束状态，如果电池电压下降到所设置的恒压充电电压的91.1%时，自动开始新的充电周期。当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，CN3705自动进入低功耗的睡眠模式。其它功能包括输入低电压锁存，电池温度监测，电池端过压保护和充电状态指示等。CN3705采用16管脚TSSOP封装。应用:磷酸铁锂电池充电笔记本电脑备用电池应用便携式工业和医疗仪器电动工具独立电池充电器特点:宽输入电压范围：7.5V到28V对单节或多节锂电池或磷酸铁锂电池进行完整的充电管理恒压充电电压由外部电阻分压网络设置充电电流达5APWM开关频率：300KHz恒流充电电流由外部电阻设置对深度放电的电池进行涓流充电充电结束电流可由外部电阻设置电池温度监测功能自动再充电功能充电状态和充电结束状态指示软启动功能电池端过压保护工作环境温度：－40℃到＋85℃采用16管脚TSSOP封装产品无铅，无卤素元素，满足RoHS管脚排列:PGNDVGGNDBATVCCCN37051234DRV5TEMP6EOC7COM18910111213141516CHRGDONECOM2COM3NCFBCSP典型应用电路:CN3705VCCDRVCSPCOM2COM1CHRGDONETEMPGNDPGNDEOCLRCSC6BATBATVGCOM31161523456789111413NC12FB10D1D2M1C1D3D4C2C3C4C5R1R2NTCR3R4R5输入电源R7R6C722pF图1典型应用电路订购信息:型号工作温度恒压充电电压CN3705－40℃到＋85℃外部电阻分压网络设置管脚描述:管脚序号名称说明1VG内部电压调制器输出。为内部驱动电路提供电源。2PGND功率地3GND模拟地4CHRG漏极开路输出端。在充电状态，内部晶体管将此管脚拉到低电平；否则，此管脚为高阻状态。5DONE漏极开路输出端。在充电结束状态，内部晶体管将此管脚拉到低电平；否则，此管脚为高阻状态。6TEMP电池温度监测输入端。在此管脚到地之间连接一个负温度系数的热敏电阻。7EOC充电结束电流设置端。将此管脚直接接到地或者通过一个电阻接到地。8COM1回路补偿输入端1。在此管脚到地之间接一个470pF的电容。9COM2回路补偿输入端2。在此管脚到地之间串联连接一个120Ω的电阻和一个220nF的电容。10FB电池电压反馈端。外接电阻分压网络以检测电池电压。11COM3回路补偿输入端3。在此管脚到地之间接一个100nF的电容。12NC没有连接13CSP充电电流检测正输入端。此管脚和BAT管脚测量充电电流检测电阻RCS两端的电压，并将此电压信号反馈给芯片进行电流调制。14BAT充电电流检测负输入端。此管脚和CSP管脚测量充电电流检测电阻RCS两端的电压，并将此电压信号反馈给芯片进行电流调制。15VCC外部电源输入端。VCC也是内部电路的电源。此管脚到地之间需要接一个滤波电容。16DRV驱动片外P沟道MOS场效应晶体管的栅极。极限参数VCC，VG，DRV，CHRG，DONE到GND的电压…….…－0.3Vto30VCSP，BAT到GND的电压………………………………..…－0.3Vto28VCOM3到GND的电压…………………………………...…….6.5V其它管脚到GND的电压………………………..........………－0.3VtoVCOM3+0.3V存储温度……………………………………………...……..…－65℃---150℃工作环境温度………………………….…………………….…－40℃---85℃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。电气特性:（VCC=15V，TA=－40℃到85℃，除非另有注明）参数符号测试条件最小典型最大单位输入电压范围VCC7.528V低电压锁存阈值UVLO4.267.3V芯片工作电流IVCCVBAT﹥VREG1.21.72.2mA反馈电压VFBFB管脚电压，恒压充电模式2.3922.4162.44VFB管脚偏置电流IFBVFB＝2.4V50300nA电流检测电压(VCSP－VBAT)VCSVBAT＞66.7%×VREG190200210mVVBAT＜66.7%×VREG183042流入BAT管脚电流IBATVBAT＝12V51015uA涓流充电阈值VPREFB管脚电压上升66.7%VREG再充电阈值VREFB管脚电压下降91.1%VREG过压阈值Vov电池端电压上升1.061.081.1VREG过压释放阈值Vclr电池端电压下降0.9811.02TEMP管脚上拉电流Iup385062uA比较器高端阈值VthhTEMP管脚电压上升1.571.611.65V比较器低端阈值VthlTEMP管脚电压下降0.1450.1750.205VCHRG管脚CHRG管脚下拉电流ICHRGVCHRG=1V，充电模式71218mACHRG管脚漏电流ILK1VCHRG=25V，充电结束模式1uADONE管脚管脚下拉电流IDONEVDONE=1V，充电结束模式71218mA管脚漏电流ILK2VDONE=25V，充电模式1uA振荡器频率fosc240300360kHZ最大占空比Dmax94%睡眠模式睡眠模式阈值(测量VCC－VBAT)VSLPVCCfallingVBAT=8V0.060.10.14VVBAT=12V0.10.140.18VBAT=18V0.180.230.28睡眠模式释放阈值(测量VCC－VBAT)VSLPRVCCrising,VBAT=8V0.260.320.39VVBAT=12V0.320.420.52VBAT=18V0.380.470.58DRV管脚VDRV高电平(VCC－VDRV)VHIDRV＝－10mA60mVVDRV低电平(VCC－VDRV)VLIDRV＝0mA56.58V上升时间trCload＝2nF,10%to90%304065ns下降时间tfCload＝2nF,90%to10%304065ns注：VREG是在恒压充电模式BAT管脚的调制电压详细描述:CN3705是PWM降压型单节或多节锂电池或磷酸铁锂电池充电管理芯片，具有恒流恒压充电模式。恒流充电电流由连接于CSP管脚和BAT管脚之间的电流检测电阻RCS设置，在恒压充电模式，恒压充电电压由外部电阻分压网络设置。当VCC管脚电压大于低压锁存阈值，并且大于电池电压时，充电器正常工作，对电池充电。如果电池电压低于所设置的恒压充电电压的66.7%时，充电器自动进入涓流充电模式，此时充电电流为所设置的恒流充电电流的15%。当电池电压大于所设置的恒压充电电压的66.7%时，充电器进入恒流充电模式，此时充电电流由内部的200mV基准电压和一个外部电阻RCS设置，即充电电流为200mV/RCS。当电池电压继续上升接近恒压充电电压时，充电器进入恒压充电模式，充电电流逐渐减小。当充电电流减小到EOC管脚电阻设置的值时，充电结束，DRV管脚输出高电平。漏极开路输出管脚内部的晶体管关断，输出为高阻态；另一个漏极开路输出管脚内部的晶体管接通，输出低电平，以指示充电结束状态。在充电结束状态，如果断开输入电源，再重新接入，将开始一个新的充电周期；如果电池电压下降到再充电阈值(恒压充电电压的91.1%)，那么也将自动开始新的充电周期。当输入电压掉电时，CN3705自动进入睡眠模式，内部电路被关断，这样可以减少电池的电流消耗，延长待机时间。为了监测电池温度，需要在TEMP管脚和GND管脚之间连接一个10kΩ的负温度系数的热敏电阻。如果电池温度超出正常范围，充电过程将被暂停，直到电池温度回复到正常温度范围内为止。CN3705内部还有一个过压比较器，当BAT管脚电压由于负载变化或者突然移走电池等原因而上升时，如果BAT管脚电压上升到恒压充电电压的1.08倍时，过压比较器动作，关断片外的P沟道MOS场效应晶体管，充电器暂时停止，直到BAT管脚电压回复到恒压充电电压以下。在某些情况下，比如在电池没有连接到充电器上，或者电池突然断开，BAT管脚的电压可能会达到过压保护阈值。此为正常现象。充电电流和充电电压示意图如图2所示。涓流充电恒流充电恒压充电充电结束充电电流电池电压VREG*66.7%恒压充电电压VREG图2充电过程示意图应用信息低电压锁存(UVLO)芯片内部的低电压锁存电路监测输入电压，当输入电压低于6V(典型值)时，内部电路被关断，充电器不工作。恒压充电电压的设置如图1所示，电池端的电压通过电阻R6和R7构成的电阻分压网络反馈到FB管脚，CN3705根据FB管脚的电压决定充电状态。当FB管脚的电压接近2.416V时，充电器进入恒压充电状态。在恒压充电状态，充电电流逐渐下降，电池电压保持不变。考虑到流入FB管脚的偏置电流，在恒压充电状态电池端对应的的电压为：VBAT＝2.416×(1＋R7／R6)＋IB×R7其中，IB是FB管脚的偏置电流，其典型值为50nA。从上式可以看到，FB管脚偏置电流导致电阻分压网络的分压结果存在误差，误差值为IB×R7。假设R7＝500KΩ，那么误差值约为25毫伏。所以在设计电阻分压网络时，应该将上述误差考虑在内。可设置的恒压充电电压范围为3V到25V。由于电阻R6和R7会从电池消耗一定的电流，在选取R6和R7的电阻值时，应首先根据所允许的消耗的电流选取R6＋R7的值，然后再根据上式分别计算R6和R7的值。涓流充电在充电状态，如果电池电压低于所设置的恒压充电电压的66.7%，充电器进入涓流充电模式，此时充电电流为所设置的恒流充电电流的15%。充电电流的设置恒流充电电流由下式决定：其中：ICH是恒流充电电流RCS是连接于CSP管脚和BAT管脚之间的充电电流检测电阻充电结束电流的设置在恒压充电模式，充电电流逐渐减小，当充电电流减小到EOC管脚的电阻所设置的电流时，充电结束。充电结束电流由下式决定：其中：IEOC充电结束电流，单位为安培Rext是从EOC管脚到地之间连接的电阻，单位为欧姆。Rext的电阻值不能大于100KΩ，否则充电将不能正常结束。RCS是在CSP管脚和BAT管脚之间的充电电流检测电阻，单位为欧姆。根据上面的公式可以计算充电结束电流与恒流充电电流的比值：当Rext=0时，IEOC/ICH=9.17%，即用户可设置的最小充电结束电流为所设置的恒流充电电流的9.17%。当Rext=100KΩ时，IEOC/ICH=73%，即用户可设置的最大充电结束电流为所设置的恒流充电电流的73%。自动再充电充电结束以后，如果输入电源和电池仍然连接在充电器上，由于电池自放电或者负载的原因，电池电压逐渐下降，当电池电压降低到所设置的恒压充电电压的91.1%时，将开始新的充电周期，这样可以保证电池的饱满度在80%以上。电池温度监测为了监测电池的温度，需要一个紧贴电池的负温度系数的热敏电阻。当电池的温度超出可以接受的范围时，充电将被暂时停止，直到电池温度回复到正常范围内。负温度系数的热敏电阻应该连接在TEMP管脚和地之间。在芯片内部，TEMP管脚连接到两个比较器的输入端，其低电压阈值为175毫伏，对应正常温度范围的