鉅大LARGE | 點擊量:1691次 | 2019年11月09日
磷酸鐵鋰電池充電器CN3059的原理應用
磷酸鐵鋰電池是一種用磷酸鐵鋰(LiFepO4)材料作電池正極、用石墨作電池負極的新型鋰離子電池。關于該電池的詳細介紹請參看本刊9期磷酸鐵鋰動力電池一文。
磷酸鐵鋰電池的標稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6±0.05V、終止放電電壓是2.0V。該電池與鋰離子電池一樣要求恒流、恒壓充電,充電率范圍是0.2~1C。
上海如韻電子有限公司在自主開發(fā)出單節(jié)鋰電子充電器芯片CN3052及CN3056后,2007年又開發(fā)出性能更好的單節(jié)磷酸鐵鋰充電器芯片CN3058及CN3059,滿足了市場的需求。本文將介紹CN3059。
特點與應用
CN3059是一種對單節(jié)磷酸鐵鋰電池進行恒流、恒壓充電的充電器IC。用該IC組成的充電器主要特點:充電電流可由一外設電阻RISET設定,最大充電電流可達1A;輸入電壓4~6V,可采用USB接口或4.5~6V輸出電壓(輸出電流1000~1500mA)的AC/DC適配器供電;充電器電路簡單、外圍元器件少、成本低;對過放電(電池電壓<2.0V)的電池有小電流預充電模式;內(nèi)部有功率器理電路,若芯片的結溫超過115℃時能自動降低充電電流作過熱保護,使用戶可設置較大的充電電流,以提高充電效率;有兩個LED分別作充電狀態(tài)指示及充電結束指示;有輸入電壓過低(<3.61V)時的輸出鎖存功能、自動再充電功能、電池溫度監(jiān)測功能;采用小尺寸、散熱增強性的10引腳DFN封裝;充電溫度范圍0~45℃或0~65℃(由充電電池參數(shù)決定)。
CN3059是磷酸鐵鋰電池的專用充電器IC,但它還有一個獨特的特點:外設一個電阻RVSET,它可以增加恒壓充電的輸出電壓。利用這個獨特的特點,可以組成簡易的3節(jié)鎳氫電池充電器及4V鉛酸電池充電器或鋰離子電池充電器。
由CN3059組成的充電器適合充0.5~4Ah的磷酸鐵鋰電池。其應用領域:礦燈、LED應急燈、警示燈;車模、船模、航模及電動玩具;在照相機中,用3.2V磷酸鐵鋰電池替代一次性3V鋰電池(型號為CR123A),其外廓尺寸相同;通信裝置;小型醫(yī)療儀器及野外測試儀器;小型電動工具等。另外,可采用CN3059組成充3節(jié)鎳氫電池及4V鉛酸電池的充電器等。
主要參數(shù)
CN3059的極限參數(shù):各引腳的電壓范圍為-0.3~6.5V;BAT引腳與GND短路時間可連續(xù);靜電擊穿電壓為2kV;最高結溫為150℃;焊接溫度為300℃(10s)。
CN3059的電氣參數(shù):電源輸入電壓范圍為4~6V;靜態(tài)電流典型值為650μA;低壓鎖存電壓為VIN≤3.61V;預存電閾值電壓是電池電壓小于2.05V;恒壓充電電壓3.6V;充電結束閾值電壓(ISET端電壓)為0.22V;睡眠模式閾值電壓為VIN-VBAT≤20mV;睡眠模式解除閾值電壓為VIN-VBAT≥50mV;TEMp端高溫閾值電壓為80%VIN,低溫閾值電壓為48%VIN。
典型應用電路
采用CN3059組成磷酸鐵鋰電池充電器電路與由CN3056組成的鋰離子充電器電路相比,前者有兩個突出的優(yōu)點:①精確檢測充電電池的電壓,充電電池的終止充電電壓控制得更精確,使電池充的更滿;②采用在FB端與電池正極之間加接一個電阻RVSET,使充電器除能充磷酸鐵鋰電池外,也可簡單地組成充鉛酸電池及鎳氫電池,擴展了充電器功能。下面分別介紹這2種典型應用電路。
1充磷酸鐵鋰電池電路
充電電池型號為26650,容量為2800mAH,采用1000mA恒流電充電(其充電率約0.36C),充電器電路如圖2所示。
充電器采用輸出直流電壓5V、輸出電流1500mA的AC/DC適配器作