可用太阳能电池供电的锂电池充电管理芯片CN3065(2)

涓流充电 恒流充电 恒压充电
4.2V 充电电流 充电电压 3V
充电结束
图4 充电过程示意图 应用信息
电源低电压锁存(UVLO)
CN3065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
CN3065内部有睡眠状态比较器，当输入电压VIN低于电池端电压加20mv时，充电器处于睡眠模式；只有 当输入电压VIN上升到电池端电压50mv以上时，充电器才离开睡眠模式，进入正常工作状态。
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输入
电压源限流模式
当 CN3065 输入电压源的电流输出能力（带负载能力）小于第 2 管脚的电阻 RISET 所设置的充电电流时， 器件内部的 8 位模拟-数字转换电路根据输入电压源的电流输出能力自动控制充电电流， 此时实际充电电 流可能小于第 2 管脚的电阻 RISET 所设置的充电电

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流，但是在保证 CN3065 第 4 管脚 VIN 的电压不低于 最小工作电压的前提下，能够使得充电电流最大化，这就是输入电压源限流模式。在这种模式下用户不 需要考虑最坏情况，只要根据输入电压源的最大电流输出能力设置充电电流就可以了，所以非常适合利 用太阳能板等电流输出能力有限的电压源对锂电池进行充电的应用。
充电结束
在恒压充电状态，当施加在 CN3065 的第 4 管脚 VIN 的电压大于 4.45V，并且当充电电流小于所设置的 恒流充电电流的 1/10 时，充电周期结束。在输入电压源限流模式，即使充电电流小于所设置的恒流充电 电流的 1/10，充电也将继续，不会结束。这样可以保证即使在输入电压源的电流输出能力很微弱的情况 下，也能为电池充电。
预充电状态
在充电周期的开始，如果电池电压Kelvin检测输入端(FB)的电压低于3V，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。
电池电压Kelvin检测
CN3065有一个电池电压Kelvin检测输入端(FB)，此管脚通过芯片内部的精密电阻分压网络连接到恒压充 电的误差放大器。 FB管脚可以直接连接到电池的正极， 这样可有效避免电池正极和CN3065的第5管脚BAT 之间的寄生电阻（包括导线电阻，接触电阻等）对充电的影响。这些寄生电阻的存在会使充电器过早的 进入恒压充电状态， 延长充电时间， 甚至使电池充不满， 通过使用电池电压Kelvin检测可以解决这些问题。 如果将CN3065的电池电压Kelvin检测输入端(FB)悬空，那么CN3065一直处于预充电状态，充电电流为所 设置的恒流充电电流的1/10。
调整恒压充电电压
如果在CN3065的电池电压Kelvin检测输入端(FB)和电池正极之间接一个电阻,可以提高电池正极的恒压充 电电压，如图5所示。
FB 8
CN3065
输入电压 4 VIN GND BAT3 4.7uF 22uF 5
Rx
Vbat
图5 调整恒压充电电压
如果采用图5中的连接方式，那么在电池的正极电压Vbat为：
Vbat ＝ 4.2＋3.04×10-6×Rx
其中，Vbat的单位是伏特 Rx的单位是欧姆 当使用外部电阻调整恒压充电电压时，由于芯片内部和外部的温度不一致及芯片生产时的工艺偏差等原 因，可能导致恒压充电电压的精度变差和温度系数变大。
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设定恒流充电电流
在恒流模式，计算充电电流的公式为： ICH = 1800V / 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800毫安的充电电流，可按下面的公式计算： RISET = 1800V/0.8A = 2.25kΩ 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

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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 / RISET) × 900
同时应用两个输入电源为电池充电
CN3065可以利用多种输入电源为锂电池充电，这些输入电源可以是USB接口输出的电压，也可以是墙上 适配器，或者是太阳能板等。图6示出一个同时使用其中的两种输入电源对电池进行充电的例子，当二者 共同存在时，第一输入电源具有优先权。M1为P沟道MOSFET，M1用来阻止电流从第一输入电源流入第 二输入电源，肖特基二极管D1可防止第二输入电源通过1K电阻消耗能量。在实际应用中，第一输入电源 应接到电压比较高，输出电流能力比较强的电源上，相比之下，第二输入电源应当接到电压比较低，输 出电流能力比较弱的电源上。
第一 输入电源 第二 输入电源
D1
VIN M1 22uF 1K
CN3065
图6 同时使用两种输入电源为锂电池充电
电池温度监测
为了防止电池温度过高或者过低对电池造成的损害，CN3065 内部集成有电池温度监测电路。电池温度 监测是通过测量 TEMP 管脚的电压实现的，当 TEMP 管脚的电压大于 46%×VIN 超过 0.15 秒时，芯片 正常工作；如果 TEMP 管脚的电压小于 46%×VIN 超过 0.15 秒，则 CN3065 认为电池的温度超出范围， 充电将被暂时停止，当 TEMP 管脚的电压又重新大于 46%×VIN 超过 0.15 秒时，充电会继续。 如果将 TEMP 管脚接到地，电池温度监测功能将被禁止。 TEMP 管脚的电压是由电池内的 NTC(或 PTC)热敏电阻和一个片外电阻构成的分压网络实现的，图 1 示 出了用 NTC 热敏电阻和一个片外电阻 R1 构成分压网络以防止电池温度过高。R1 的推导十分简单，只 要满足在电池温度达到高端温度保护点时，R1 和 NTC 热敏电阻在 TEMP 管脚分得的电压为 46%×VIN 即可。
再充电
当一个充电周期结束时，如果电池电压Kelvin检测输入端(FB)的电压低于再充电阈值时，CN3065自动开 始一个新的充电周期。
恒流/恒压/恒温充电
CN3065采用恒流/恒压/恒温模式对电池充电，如图3所示。在恒流模式，充电电流为1800V/RISET.。如果
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CN3065的功耗过大，器件的结温接近115℃，放大器Tamp开始工作，自动调整充电电流，使器件的结温 保持在大约115℃。
漏极开路状态指示输出端
CN3065有两个漏极开路状态指示端， 和
，这两个状态指示端可以驱动发光二极管或单片机端 口。 用来指示充电状态，在充电时， 为低电平； 用来指示充电结束状态，当充电结束时， 为低电平。当电池的温度处于正常温度范围之外超过0.15秒时， 和 管脚都输出高阻态。 当电池没有接到充电器时，CN3065很快将输出电容充电到恒压充电电

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压值，并进入充电结束状态，由于 FB管脚工作电流对输出电容的放电效应， FB管脚和BAT管脚的电压将慢慢下降， 一直下降到再充电阈值， CN3065再次进入充电状态， 这样在FB管脚和BAT管脚形成一个电压幅度约为150mV的锯齿波， 同时 输出脉冲信号表示没有安装电池。当电池连接端BAT管脚的外接电容为10uF时，脉冲的频率大约为4Hz。 下表列出了两个状态指示端及其对应的充电器状态，假设 管脚接红色LED， 管脚接绿色LED 管脚电平（对应的LED状态） 低电平（红色LED常亮） 高电平（红色LED灭） 脉冲信号（红色LED闪烁） 管脚电平（对应的LED状态） 高电平（绿色LED灭） 低电平（绿色LED常亮） 脉冲信号（绿色LED亮） 状态说明 正在充电 充电结束状态 电池没有接好 三种可能异常状态： ? 输入电压低于电源低电压 锁存阈值，或者 ? 输入电压低于电池连接端 BAT电压，或者 ? 电池温度异常
高电平（红色LED灭）
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