CN3717充电管理芯片在地磅中的应用
CN3717芯片由于采用了单芯片技术,属于PWM降压模式铅酸电池充电管 理集成电路,可独立对铅酸电池充电并进行自动管理,具有封装外形小,外围分立元件极少 和使用简单等优点。宽的输入电压范围,对铅酸电池进行完整的充电管理,过充电和浮充电 电压由外部电阻分压网络设置,充电电流可达5A,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。过充点结束电流由外部电阻设置,电池温度监测功能、自动再充电 功能、双状态指示及软启动功能、电池端过压保护等,芯片采用TSSOP封装,产品无铅,无 卤素元素,满足RoHS要求。自身功耗极低和性价比高的特点,使得该芯片在地磅产品中的 应用将会越来越广泛。
引言
随着电子技术的迅速发展,集成电路在电子 衡器领域得到了广泛的应用。目前,许多电子衡 器采用了交直流两用或可充电池供电的形式,以 解决某些场合的移动性或连接电源不方便等问题, 这样的供电方式好处在于便携性,即使现场无电 源提供也可正常工作。在某些存在安全隐患的场 合,还可有效的避免由于电源线破损或接触不良 引发的安全事故。常用的可充电池主要有铅酸电 池、铁锂电池、镍氢电池等,其中铅酸电池以容 量大、价格低、普及率广而被广泛使用。CN3717 充电管理芯片就是专门用来管理铅酸电池充电的 一种高效率集成电路,用它来设计充电控制电路, 可以起到事半功倍的效果。
CN3717芯片特性 1宽输入电压范围:7.5V?28V;
2对铅酸电池进行完整的充电管理;
3过充电和浮充电电压由外部电阻分压网络设置;
4充电电流达5A;
5 PWM开关频率:300KHz;
6恒流充电电流由外部电阻设置;
7对深度放电的电池进行涓流充电;
8过充点结束电流由外部电阻设置;
9电池温度监测功能;
10自动再充电功能;
(U双状态指示;
12软启动功能;
(13电池端过压保护;
14工作环境温度:一40°C到+ 85°C ;
15采用16管脚TSSOP封装;
16产品无铅,无卤素元素,满足RoHS。
3.工作原理
CN3717是PWM降压模式铅酸电池充电管理 集成电路,独立对铅酸电池充电进行自动管理封装外形小,外围元器件少和使用简单。具有涓 流,恒流,过充电和浮充电等多种模式,特别适 合铅酸电池的充电。在过充电和浮充电模式,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过充电电 压的81.8%时,CN3717用所设置的恒流充电电流 的13%对电池进行涓流充电。在过充电阶段,充 电电流逐渐减小,当充电电流降低到外部电阻所 设置的值时进入浮充电状态。在浮充电状态下, 如果电池电压下降到所设置的过充电电压的81.8% 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,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。
4.实际应用电路
经过计算的充电控制原理图,如图1所示。
4.1管脚功能说明
?VG:内部电压调制器输出,为内部驱动电路提供电源,在VG管脚和VCC管脚之间接一个100nF的电容*PGND:功率地*GND:模拟地
?CHRG:漏极开路输出端。在涓流充电,恒 流充电和过充电状态,内部晶体管将此管脚拉到 低电平;否则,此管脚为高阻状态。
誗DONE :漏极开路输出端。在浮充电状态, 内部晶体管将此管脚拉到低电平;否则,此管脚 为高阻状态。
?TEMP :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。
?EOC:过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,用来设置过 充电结束电流。
誗COM1 :回路补偿输入端1。在此管脚到地 之间接一个470pF的电容。
誗COM2 :回路补偿输入端2。在此管脚到地 之间串联连接一个120Q的电阻和一个220nF的 电容。
誗FB:电池电压反馈端。外接电阻分压网络 以设置过充电电压和浮充电电压。
誗COM3 :回路补偿输入端3。在此管脚到地 之间接一个100nF的电容。
誗NC :没有连接
誗CSP :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。
誗BAT: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。
誗VCC: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。
誗DRV :驱动片外P沟道MOS场效应晶体管 的栅极。
4.2硬件电路设计计算说明
1在应用电路中,连接于CSP和BAT之间的RCS电阻控制着恒流充电电流的大小。计算公 式为:I=120mV/RCS。例如:恒流充电电流为2A 时,则 RCS=120mV/2A=60mQ。
2在TEMP和GND之间的10K电阻为负温 度系数的热敏电阻,用来检测电池的温度变化, 当温度超过电池充电的温度范围时,暂停充电, 直到电池恢复到正常温度为止。
3在浮充状态,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 下降到再充电阈值过充电电压的81.8^,那么 也将自动开始新的充电周期。
4在与电子衡器的接口方面,芯片可以在 独立完成充电的同时,两个状态输出端CHRG 与DONE驱动相应的红绿发光管作为充电状态指 示灯。
5.结束语
CN3717充电管理芯片是我国自行研制的专为 铅酸电池充电的集成电路,具有非常高的性价比, 工作时自身功耗非常低,尽管可以输出高达5A的 大电流,但并无发热现象,是一种高效又廉价的 充电管理芯片。在当前竞争激烈的衡器市场,采 用这种安全可靠、自主研发生产的专用芯片来实 现对衡器内置的铅酸电池充电,不但可以降低成 本,而且从长远的发展来看,使用国产芯片是大 势所趋,也是我国衡器产业的发展方向。