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1、如韵电子 CONSONANCE www consonance 1 REV 1 0 1A 线性锂电池充电管理集成电路线性锂电池充电管理集成电路 CN3152 概述 概述 CN3152是可以对单节锂电池进行恒流 恒压充电 管理的集成电路 该器件内部包括功率晶体管 不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管 CN3152只需要极少的外围元器件 非常适用于便 携式应用的领域 CN3152恒压充电电压为4 2V 精度达1 充电电 流通过一个外部电阻设置 热调制电路可以在器 件的功耗比较大或者环境温度比较高的时候将芯 片温度控制在安全范围内 当输入电压掉电时 CN3152自动进入低功耗的睡眠模式 此时电池的 电
2、流消耗小于3微安 其它功能包括输入电压过低 锁存 自动再充电 芯片使能输入端 电池温度 监控以及状态指示等功能 CN3152采用散热增强型的8管脚小外形封装 SOP8 应用 应用 移动电话 数码相机 移动电源 便携式设备 各种充电器 特点 特点 独立的单节锂电池充电管理 片内功率晶体管 不需要外部阻流二极管和电流检测电阻 恒压充电电压 4 2V 精度可达 1 为了激活深度放电的电池和减小功耗 在电 池电压较低时采用小电流的预充电模式 可设置的恒流充电电流可达 1A 采用恒流 恒压 恒温模式充电 既可以使充 电电流最大化 又可以防止芯片过热 电源电压掉电时自动进入低功耗的睡眠模式 状态指示输出可
3、驱动LED或与单片机接口 C 10充电结束检测 自动再充电 电池温度监测功能 芯片使能输入端 封装形式 散热增强型SOP8 产品无铅 满足rohs 不含卤素 管脚排列 管脚排列 TEMP CE GND ISET VIN CHRG CN3152 1 2 3 45 6 7 8 BAT DONE 如韵电子 CONSONANCE www consonance 2 REV 1 0 典型应用电路 典型应用电路 VIN CE CHRG DONE R4 330 LED2 BAT CN3152 C2 Bat ISET GND TEMP Bat RISET NTC R2 R1 输入电压 电池 2 1 5 3 7
4、8 4 6 R3 330 LED1 C1 图 1 典型应用电路 订购信息 订购信息 器件型号器件型号 恒压充电电压恒压充电电压 封装形式工作环境温度封装形式工作环境温度 CN3152 4 2V SOP8 40 至 85 如韵电子 CONSONANCE www consonance 3 REV 1 0 功能框图 功能框图 Iref CE CHRG GND TEMP ISET BAT VIN Tdie 135 C Tamp Vam p Iamp Vref control UVL O TEMP Comparator schmitt Termination Comparator Recharge Co
5、mparator DONE 图 2 功能框图 如韵电子 CONSONANCE www consonance 4 REV 1 0 管脚功能描述管脚功能描述 序号序号 名称名称 功能描述功能描述 1 TEMP 电池温度检测输入端电池温度检测输入端 将TEMP管脚接到电池的NTC传感器的输出端 如 果TEMP管脚的电压小于输入电压的45 或者大于输入电压的80 意味着 电池温度过高或过低 则充电将被暂停 如果TEMP在输入电压的45 和 80 之间 则充电将继续 如果将TEMP管脚接到地 电池温度监测功能将被禁止 2 ISET 恒流充电电流设置和充电电流监测端恒流充电电流设置和充电电流监测端 从IS
6、ET管脚连接一个外部电阻到地 端可以对充电电流进行设置 在预充电阶段 此管脚的电压被调制在0 12V 在恒流充电阶段 此管脚的电压被调制在1 205V 在充电状态的所有模式 此管脚的电压都可以根据下面的公式来监测充电电流 ICH VISET 1011 RISET 3 GND 电源地电源地 4 VIN 输入电压正输入端输入电压正输入端 此管脚的电压为内部电路的工作电源 当VIN与BAT 管脚的电压差小于10mv时 CN3152将进入低功耗的睡眠模式 此时BAT 管脚的电流小于3uA 5 BAT 电池连接端电池连接端 将电池的正端连接到此管脚 在芯片被禁止工作或者睡眠模 式 BAT管脚的电流小于3
7、uA BAT管脚向电池提供充电电流和4 2V的调 制电压 6 充电结束状态指示端充电结束状态指示端 漏极开路输出 当充电电流小于所设置的恒流充电 电流的10 时 管脚被内部开关拉到低电平 表示充电已经结束 否 则管脚处于高阻态 当不用充电结束状态指示时 可将此管脚接地 7 充电状态指示端充电状态指示端 漏极开路输出 当CN3152处于充电状态时 管脚 被内部开关拉到低电平 表示充电正在进行 否则管脚处于高阻态 8 CE 芯片使能输入端芯片使能输入端 高输入电平将使CN3152处于正常工作状态 低输入电平 使CN3152处于被禁止状态 CE管脚可以被TTL电平或者CMOS电平驱动 极限参数极限参
8、数 管脚电压 0 3V to 7V 最高结温 150 BAT 管脚短路持续时间 连续 工作温度 40 to 85 静电放电 HBM 2KV 存储温度 65 to 150 热阻 SOP8 TBD 焊接温度 10 秒 260 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 如韵电子 CONSONANCE www consonance 5 REV 1 0 电气参数 电气参数 VIN 5V 除非另外注明 TA 40 到 85 典型值在环境温度为25 时测得 参数参数 符号符号 测试条件测
9、试条件 最小最小 典型典型 最大最大 单位单位 输入电源电压 VIN 3 8 6 5 V CE VIN BAT端无负载 300 450 600 工作电流 IVIN 芯片被禁止状态 CE GND 4 uA 电源电压过低锁存阈 值 Vuvlo VIN上升 3 2 3 8 V 恒压充电电压 VREG 4 158 4 2 4 242 V RISET 1 218K 恒流充电模式 850 1000 1150 RISET 1 218K VBAT 2 3V 75 100 125 mA 充电结束状态 2 0 3 5 5 CE GND 芯片被禁止状态 3 电池连接端电流 IBAT VIN 0V 睡眠模式 3 uA
10、 预充电阈值预充电阈值 预充电阈值 VPRE BAT管脚电压上升 2 83 2 93 3 03 V 预充电阈值迟滞 HPRE 0 24 V 充电结束阈值充电结束阈值 充电结束阈值 Vterm 测量ISET管脚的电压 0 096 0 12 0 144 V 再充电阈值再充电阈值 再充电阈值 VRECH VREG 0 15 V 睡眠模式睡眠模式 睡眠模式阈值 VSLP VIN下降 测量电压差 VIN VBAT 10 mv 睡眠模式解除阈值 VSLPR VIN上升 测量电压差 VIN VBAT 60 mv ISET管脚管脚 VBAT 2 93V 预充电模式 0 12 ISET管脚电压 VISET 恒流
11、充电模式 1 205 V TEMP管脚管脚 高端阈值 VHIGH TEMP管脚电压上升 77 5 80 82 5 VIN 低端阈值 VLOW TEMP管脚电压下降 42 5 45 47 5 VIN 输入电流 TEMP到VIN或到地端的电流 0 5 uA CE管脚管脚 输入低电平 VCEL CE电压下降 0 7 V 输入高电平 VCEH CE电压上升 2 2 V ICEL CE GND VIN 6V 1 输入电流 ICEH CE VIN 6V 1 uA 如韵电子 CONSONANCE www consonance 6 REV 1 0 电气参数电气参数 接上页 参数参数 符号符号 测试条件测试条件
12、 最小最小 典型典型 最大最大 单位单位 管脚管脚 下拉电流 ICHRG VCHRG 0 3V 充电模式 10 mA 漏电流 CE GND VCHRG 6V 1 uA 管脚管脚 下拉电流 IDONE VDONE 0 3V 充电结束模式 10 mA 漏电流 CE GND VDONE 6V 1 uA 详细描述详细描述 CN3152是专门为单节锂离子或锂聚合物电池而设计的线性充电管理集成电路 利用芯片内部的功率晶体 管对电池进行恒流和恒压充电 充电电流用外部电阻设置 最大充电电流可达1A 不需要阻流二极管和 电流检测电阻 CN3152包含两个漏极开路输出的状态指示输出端 充电状态指示端和充电结束指示
13、 输出端 芯片内部的功率管理电路在芯片的结温超过135 时自动降低充电电流 这个功能可以使 用户最大限度的利用芯片的功率处理能力 不用担心芯片过热而损坏芯片或者外部元器件 这样 用户 在设计充电电流时 可以不用考虑最坏情况 而只是根据典型情况进行设计就可以了 因为在最坏情况 下 CN3152会自动减小充电电流 当输入电压大于电源低电压检测阈值和芯片使能输入端为高电平时 CN3152开始对电池充电 管脚 输出低电平 表示充电正在进行 如果电池电压低于2 93V CN3152用10 电流对电池进行预充电 当电 池电压超过2 93V时 充电器采用恒流模式对电池充电 充电电流由ISET管脚和GND之间
14、的电阻RISET确 定 当电池电压接近电池端调制电压时 充电电流逐渐减小 CN3152进入恒压充电模式 当充电电流减 小到充电结束阈值时 充电周期结束 端输出高阻态 管脚输出低电平 表示充电周期结束 充电结束阈值是恒流充电电流的10 如果要开始新的充电周期 只要将输入电源断电 然后再上电就可 以了 或者将CE管脚的电压暂时拉到0V 再恢复到高电平 当电池电压降到再充电阈值以下时 自动开 始新的充电周期 芯片内部的高精度的电压基准源 误差放大器和电阻分压网络确保电池端调制电压的 精度在1 以内 满足了锂电池的要求 当输入电压掉电或者输入电压低于电池电压时 CN3152进入低功 耗的睡眠模式 电池
15、端消耗的电流小于3uA 从而增加了待机时间 如果将使能输入端CE接低电平 充 电器被关断 上述充电过程如图3所示 涓流充电恒流充电 恒压充电 充电结束 充电电流 充电电压 2 93V 4 2V 图3 充电过程示意图 如韵电子 CONSONANCE www consonance 7 REV 1 0 应用信息应用信息 电源低电压锁存电源低电压锁存 UVLO CN3152内部有电源电压检测电路 当电源电压低于电源电压过低阈值时 芯片处于关断状态 充电也被 禁止 睡眠模式睡眠模式 CN3152内部有睡眠状态比较器 当输入电压VIN小于电池端电压 10mv时 CN3152处于睡眠模式 只有 当输入电压V
16、IN上升到电池端电压60mv以上时 CN3152才离开睡眠模式 进入正常工作状态 预充电状态预充电状态 在充电周期的开始 如果电池电压低于2 93V 充电器处于预充电状态 充电器以恒流充电模式充电电流 的10 对电池进行充电 芯片使能输入端芯片使能输入端 CN3152有一个芯片使能输入端CE 如果此管脚的电压低于0 7V 则芯片被关断 芯片内部电路和功率晶 体管都被关断 若要芯片正常工作 则需要在CE管脚施加大于2 2V的电压 在CE管脚施加电压在0 7V 和 2 2V之间 将导致工作电流变大 并可能使CN3152处于不确定状态 设定充电电流设定充电电流 在恒流充电模式 计算充电电流的公式为 ICH 1218V RISET 其中 ICH 表示充电电流 单位为安培 RISET 表示ISET管脚到地的电阻 单位为欧姆 例如 如果需要500毫安的充电电流 可按下面的公式计算 RISET 1218V 0 5A 2 436k 为了保证良好的稳定性和温度特性 RISET建议使用精度为1 的金属膜电阻 通过测量ISET管脚的电压可以检测充电电流 充电电流可以用下面的公式计算 ICH VISET RI
