資源描述:
《磷酸鐵鋰電池充電電路》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、磷酸鐵鋰電池充電器CN3059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(fù)極的新型鋰離子電池。關(guān)于該電池的詳細(xì)介紹請(qǐng)參看本刊9期磷酸鐵鋰動(dòng)力電池一文。磷酸鐵鋰電池的標(biāo)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(chǎng)的需求。本文將介紹CN3059。特點(diǎn)與
2、應(yīng)用CN3059是一種對(duì)單節(jié)磷酸鐵鋰電池進(jìn)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(diǎn):充電電流可由一外設(shè)電阻RISET設(shè)定,最大充電電流可達(dá)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(jiǎn)單、外圍元器件少、成本低;對(duì)過放電(電池電壓<2.0V)的電池有小電流預(yù)充電模式;內(nèi)部有功率器理電路,若芯片的結(jié)溫超過115℃時(shí)能自動(dòng)降低充電電流作過熱保護(hù),使用戶可設(shè)置較大的充電電流,以提高充電效率;有兩個(gè)LED分別作充電狀態(tài)指示及充電結(jié)束指示;有輸入電壓過低
3、(<3.61V)時(shí)的輸出鎖存功能、自動(dòng)再充電功能、電池溫度監(jiān)測(cè)功能;采用小尺寸、散熱增強(qiáng)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(gè)獨(dú)特的特點(diǎn):外設(shè)一個(gè)電阻RVSET,它可以增加恒壓充電的輸出電壓。利用這個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn),可以組成簡(jiǎn)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(yīng)用領(lǐng)域:礦燈、LED應(yīng)急燈、警示燈;車模、船模、航模及電動(dòng)玩具;在照相機(jī)中,用3.2V磷酸鐵鋰電池替
4、代一次性3V鋰電池(型號(hào)為CR123A),其外廓尺寸相同;通信裝置;小型醫(yī)療儀器及野外測(cè)試儀器;小型電動(dòng)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。封裝、引腳排列及功能CN3059采用散熱增強(qiáng)型10引腳小尺寸DFN封裝,其引腳排列如圖1所示,各引腳功能如表1所示。圖1CN3059引腳圖 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(shí)間可連續(xù);靜電擊穿電壓為2kV;最高結(jié)溫為150℃;焊接溫度為300℃(10s)。CN3059的電氣參數(shù):
5、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(yù)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(jié)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(yīng)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(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):①精確檢測(cè)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
6、充的更滿;②采用在FB端與電池正極之間加接一個(gè)電阻RVSET,使充電器除能充磷酸鐵鋰電池外,也可簡(jiǎn)單地組成充鉛酸電池及鎳氫電池,擴(kuò)展了充電器功能。下面分別介紹這2種典型應(yīng)用電路。1、充磷酸鐵鋰電池電路充電電池型號(hào)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。圖2磷酸鐵鋰電池充電電路充電器采用輸出直流電壓5V、輸出電流1500mA的AC/DC適配器作電源。用紅色LED作充電狀態(tài)指示燈,用綠色LED作充電結(jié)束指示燈。設(shè)定恒流充電電流ICH=1000mA,則RISET為:RISET=18
7、00V/1A=1.8kΩ(1)CIN(10μF)及COUT(10μF)是為保證充電器工作穩(wěn)定的輸入及輸出電容,可采用多層陶瓷電容器(MLCC)。這里重點(diǎn)介紹精確電池電壓檢測(cè)電路。圖3是一般電池電壓檢測(cè)電路,圖4是精確電池電壓檢測(cè)電路。圖3中,BAT端外接充電電池,內(nèi)接由R1、R2組成的電阻分壓器,其中間點(diǎn)為輸入誤差放大器,根據(jù)充電電池的實(shí)際電壓來(lái)對(duì)電池進(jìn)行預(yù)充電、恒流充電及恒壓充電。若在恒流充電時(shí)的充電電流為ICH、BAT端的電壓為VBAT,電池的電壓為V’BAT。若BAT端到電池正極之間的金屬連接線的電阻為△R,則ICH電流從BAT端到電池正
8、極間的電壓降VDROP=ICH×△R,則VBAT=ICH×△R+V’BAT(V’BAT<VBAT)。充電電流越大,則VBAT與V’BAT的差值越大。輸