CN3717充電管理芯片在地磅中的應用
CN3717芯片由于采用了單芯片技術,屬于PWM降壓模式鉛酸電池充電管 理集成電路,可獨立對鉛酸電池充電并進行自動管理,具有封裝外形小,外圍分立元件極少 和使用簡單等優點。寬的輸入電壓范圍,對鉛酸電池進行完整的充電管理,過充電和浮充電 電壓由外部電阻分壓網絡設置,充電電流可達5A,恒流充電電流由外部電阻設置,對深度放 電的電池進行涓流充電。過充點結束電流由外部電阻設置,電池溫度監測功能、自動再充電 功能、雙狀態指示及軟啟動功能、電池端過壓保護等,芯片采用TSSOP封裝,產品無鉛,無 鹵素元素,滿足RoHS要求。自身功耗極低和性價比高的特點,使得該芯片在地磅產品中的 應用將會越來越廣泛。
引言
隨著電子技術的迅速發展,集成電路在電子 衡器領域得到了廣泛的應用。目前,許多電子衡 器采用了交直流兩用或可充電池供電的形式,以 解決某些場合的移動性或連接電源不方便等問題, 這樣的供電方式好處在于便攜性,即使現場無電 源提供也可正常工作。在某些存在安全隱患的場 合,還可有效的避免由于電源線破損或接觸不良 引發的安全事故。常用的可充電池主要有鉛酸電 池、鐵鋰電池、鎳氫電池等,其中鉛酸電池以容 量大、價格低、普及率廣而被廣泛使用。CN3717 充電管理芯片就是專門用來管理鉛酸電池充電的 一種高效率集成電路,用它來設計充電控制電路, 可以起到事半功倍的效果。
CN3717芯片特性 1寬輸入電壓范圍:7.5V?28V;
2對鉛酸電池進行完整的充電管理;
3過充電和浮充電電壓由外部電阻分壓網絡設置;
4充電電流達5A;
5 PWM開關頻率:300KHz;
6恒流充電電流由外部電阻設置;
7對深度放電的電池進行涓流充電;
8過充點結束電流由外部電阻設置;
9電池溫度監測功能;
10自動再充電功能;
(U雙狀態指示;
12軟啟動功能;
(13電池端過壓保護;
14工作環境溫度:一40°C到+ 85°C ;
15采用16管腳TSSOP封裝;
16產品無鉛,無鹵素元素,滿足RoHS。
3.工作原理
CN3717是PWM降壓模式鉛酸電池充電管理 集成電路,獨立對鉛酸電池充電進行自動管理封裝外形小,外圍元器件少和使用簡單。具有涓 流,恒流,過充電和浮充電等多種模式,特別適 合鉛酸電池的充電。在過充電和浮充電模式,充 電電壓由外部電阻分壓網絡設置;在恒流充電模 式,充電電流通過一個外部電阻設置。對于深度 放電的電池,當電池電壓低于所設置的過充電電 壓的81.8%時,CN3717用所設置的恒流充電電流 的13%對電池進行涓流充電。在過充電階段,充 電電流逐漸減小,當充電電流降低到外部電阻所 設置的值時進入浮充電狀態。在浮充電狀態下, 如果電池電壓下降到所設置的過充電電壓的81.8% 時,自動開始新的充電周期。當輸入電源掉電或 者輸入電壓低于電池電壓時,自動進入低功耗的 睡眠模式。其它功能包括輸入低電壓鎖存,電池 溫度監測,電池端過壓保護和充電狀態指示等。
4.實際應用電路
經過計算的充電控制原理圖,如圖1所示。
4.1管腳功能說明
?VG:內部電壓調制器輸出,為內部驅動電路提供電源,在VG管腳和VCC管腳之間接一個100nF的電容*PGND:功率地*GND:模擬地
?CHRG:漏極開路輸出端。在涓流充電,恒 流充電和過充電狀態,內部晶體管將此管腳拉到 低電平;否則,此管腳為高阻狀態。
誗DONE :漏極開路輸出端。在浮充電狀態, 內部晶體管將此管腳拉到低電平;否則,此管腳 為高阻狀態。
?TEMP :電池溫度監測輸入端。在此管腳到 地之間連接一個負溫度系數的熱敏電阻。
?EOC:過充電結束電流設置端。將此管腳直 接接到地或者通過一個電阻接到地,用來設置過 充電結束電流。
誗COM1 :回路補償輸入端1。在此管腳到地 之間接一個470pF的電容。
誗COM2 :回路補償輸入端2。在此管腳到地 之間串聯連接一個120Q的電阻和一個220nF的 電容。
誗FB:電池電壓反饋端。外接電阻分壓網絡 以設置過充電電壓和浮充電電壓。
誗COM3 :回路補償輸入端3。在此管腳到地 之間接一個100nF的電容。
誗NC :沒有連接
誗CSP :充電電流檢測正輸入端。此管腳和 BAT管腳測量充電電流檢測電阻RCS兩端的電壓, 并將此電壓信號反饋給芯片進行電流調制。
誗BAT:充電電流檢測負輸入端。此管腳和 CSP管腳測量充電電流檢測電阻RCS兩端的電壓, 并將此電壓信號反饋給芯片進行電流調制。
誗VCC:外部電源輸入端。VCC也是內部電 路的電源。此管腳到地之間需要接一個濾波電容。
誗DRV :驅動片外P溝道MOS場效應晶體管 的柵極。
4.2硬件電路設計計算說明
1在應用電路中,連接于CSP和BAT之間的RCS電阻控制著恒流充電電流的大小。計算公 式為:I=120mV/RCS。例如:恒流充電電流為2A 時,則 RCS=120mV/2A=60mQ。
2在TEMP和GND之間的10K電阻為負溫 度系數的熱敏電阻,用來檢測電池的溫度變化, 當溫度超過電池充電的溫度范圍時,暫停充電, 直到電池恢復到正常溫度為止。
3在浮充狀態,如果斷開輸入電源,再重新 接入,將開始一個新的充電周期。如果電池電壓 下降到再充電閾值過充電電壓的81.8^,那么 也將自動開始新的充電周期。
4在與電子衡器的接口方面,芯片可以在 獨立完成充電的同時,兩個狀態輸出端CHRG 與DONE驅動相應的紅綠發光管作為充電狀態指 示燈。
5.結束語
CN3717充電管理芯片是我國自行研制的專為 鉛酸電池充電的集成電路,具有非常高的性價比, 工作時自身功耗非常低,盡管可以輸出高達5A的 大電流,但并無發熱現象,是一種高效又廉價的 充電管理芯片。在當前競爭激烈的衡器市場,采 用這種安全可靠、自主研發生產的專用芯片來實 現對衡器內置的鉛酸電池充電,不但可以降低成 本,而且從長遠的發展來看,使用國產芯片是大 勢所趨,也是我國衡器產業的發展方向。