概述:CN3881是一款可使用太阳能供电的PWM降压模式单节锂电池充电管理集成电路可独立对单节锂电池充电进行管理具有封装外形小外围元器件少和使用简单等优点。CN3881采用涓流恒流和恒压充电模式非常适合单节锂电池充电管理。恒压充电电压固定为4.2V精度±1%恒流充电电流通过一个外部电阻设置。当用太阳能供电时内部电路能够自动跟踪太阳能板的最大功率点用户不需要考虑最坏情况可最大限度利用太阳能的输出功率非常适合利用太阳能供电的应用。对于深度放电的锂电池当BAT管脚电压低于恒压充电电压的66.6%(典型值)时CN3881用所设置的恒流充电电流的25%对电池进行涓流充电。在恒压充电阶段充电电流逐渐减小当充电电流降低到恒流充电电流的15%时充电结束。在充电结束状态如果BAT管脚电压下降到恒压充电电压的95.8%以下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CN3881自动进入低功耗的睡眠模式。其它功能包括符合JEITA标准的电池温度监测输入低电压锁存防止电池电流倒灌电池端过压保护和状态指示等。CN3881采用20管脚QFN封装(QFN-20)。应用:●小家电●手持设备●备用电池应用●便携式工业和医疗仪器●音响●单节锂电池充电管理特点:●太阳能板最大功率点跟踪功能●对单节锂电池进行独立的充电管理●宽输入电压范围4.5V到30V●充电电流可达10A●开关频率550KHz可使用小外形电感●BAT管脚恒压充电电压4.2V±1%●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●支持100%占空比●自动再充电功能●两个状态指示输出端●符合JEITA标准的电池温度监测功能●软启动功能●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睡眠模式●使用外部P沟道MOSFET防止电池电流倒灌●电池端过压保护●工作环境温度40℃ 到 85℃●采用QFN-20封装●产品无铅满足Rohs不含卤素管脚排列:典型应用电路:订购信息:极限参数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。应用信息低电压锁存(UVLO)芯片内部的低电压锁存电路监测输入电压当输入电源电压低于4.4V(最大值)时内部电路被关断CN3881被禁止工作。涓流充电在充电状态如果BAT管脚电压小于恒压充电电压的66.6%(典型值)时充电器进入涓流充电模式此时充电电流为恒流充电电流的25%。恒流充电电流的设置当BAT管脚电压在恒压充电电压的66.6%到100%之间时CN3881处于恒流充电状态充电电流由下式决定其中ICH是恒流充电电流RCS是连接于CSP管脚和BAT管脚之间的电流检测电阻太阳能板最大功率点跟踪CN3881采用恒电压法跟踪太阳能板的最大功率点。在太阳能板的伏安特性曲线中当环境温度一定时在不同的日照强度下输出最大功率的点所对应的输出电压基本相同亦即只要保持太阳能板的输出端电压为恒定电压就可以保证在该温度下光照强度不同时太阳能板输出最大功率。CN3881太阳能板最大功率点跟踪端MPPT管脚的电压被调制在1.205V配合片外的两个电阻(图1中的R1和R2) 构成的分压网络可以实现对太阳能板最大功率点进行跟踪。太阳能板最大功率点电压由下式决定VMPPT1.205×(1R1R2)在不使用太阳能板最大功率点跟踪功能时MPPT管脚分压电阻的选择应使得MPPT电压在1.5V与6V之间。充电结束:CN3881共有5个电池温度范围分别是●过热电池温度高于55℃●偏热电池温度介于45℃与55℃之间●正常电池温度介于10℃与45℃之间●偏冷电池温度介于0℃与10℃之间●过冷电池温度低于0℃防止电池电流倒灌在图1所示的应用电路中如果没有P沟道MOSFET M3当电源掉电或者输入电压小于电池电压时电池电流可能通过电感N沟道MOSFET M2的体二极管流向输入端此倒灌电流不仅会耗尽电池能量也可能对输入电源造成损害。所以在图1所示的应用电路中引入P沟道MOSFET M3以防止电池电流倒灌。当电源掉电或者输入电压小于电池电压时CN3881进入睡眠模式PG管脚(第14管脚)输出接近电池电压的高电平关断P沟道MOSFET M3阻断了电池电流倒灌。在正常工作时P沟道MOSFET M3处于导通状态。由于可以选择导通电阻比较小的P沟道MOSFET所以正常工作时此P沟道MOSFET的压降很小对充电器的效率影响也比较小。如果不使用P沟道MOSFETPG管脚(第14管脚)悬空。CN3881的PG管脚低电平电压是0V在正常工作时P沟道MOSFET导通其源极-栅极电压等于电源电压如果此P沟道MOSFET允许的最大源极-栅极电压小于电源电压那么可以采用图3所示的电路增加电阻R5和R6R5和R6的选择应该使得输入电源最大时P沟道MOSFET的源极-栅极实际电压小于所允许值。P沟道MOSFET也可以用肖特基二极管代替但须留意二极管的正向导通压降比较大功耗也比较大。回路补偿为了保证电流调制回路和电压调制回路的稳定性需要从COM管脚到地之间连接一个100nF的贴片陶瓷电容。输入滤波电容为了保证CN3881正常工作输入电源至少需要三个滤波电容。第一个滤波电容为CN3881的VIN管脚(第2和第3管脚)的滤波电容如图1所示应用电路中的C12。此电容应为陶瓷电容电容值最小1uF。在PCB中电容C12应该尽可能靠近CN3881的第2和第3管脚。第二个和第三个滤波电容为大电流路径的滤波电容如图1所示应用电路中的C1和C11。一般情況下取決于输入电源的特性和电缆长度C1可以选用10uF电容。电容C11需要吸收在输入电源上产生的纹波电流所以此滤波电容必须有足够的额定纹波电流。在最坏情况下此滤波电容的额定RMS纹波电流需要达到充电电流的二分之一。同时为了抑制寄生电感等在开关瞬间产生的高频振荡此滤波电容最好由下面三个电容并联组成●电解电容电容值由输入电源的特性和充电电流等因素决定●陶瓷电容电容值在1uF到10uF●高频陶瓷电容电容值在47nF到1uF在PCB中滤波电容C1应该尽可能靠近图1中P沟道MOSFET M3的漏极C11应该尽可能靠近图1中N沟道MOSFET M2的漏极和N沟道MOSFET M1的源极。电感的选择在正常工作时电感瞬态电流是周期性变化的。在高端N沟道MOSFET导通期间输入电源对电感充电电感电流增加在低端N沟道MOSFET关断期间电感向电池放电电感电流减小。电感的纹波电流随着电感值的减小而增大随着输入电压的增大而增大。较大的电感纹波电流会导致较大的纹波充电电流和磁损耗。所以电感的纹波电流应该被限制在一个合理的范围内。