CN3306

如韵电子CONSONANCE具有太阳能板MPPT功能的升压型多种电池充电集成电路CN3306概述:CN3306是电流模式固定频率PWM升压型多种电池充电管理集成电路。CN3306的输入电压范围4.5V至32V，外围元器件少，应用简单灵活，可用于锂电池，磷酸铁锂电池或钛酸锂电池的充电管理。CN3306具有恒流和恒压充电模式，在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置；在恒压充电模式，CN3306的调制电压由外部电阻设置。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16.6%时，充电结束。在充电结束状态，如果电池电压下降到再充电阈值时，自动开始新的充电周期。其他功能包括芯片关断功能，电池端过压保护功能，内置5V电压调制器和斜坡补偿等。CN3306采用16管脚TSSOP封装。应用:蓝牙应用POS机笔记本电脑移动电源锂电池，磷酸铁锂电池或钛酸锂电池的充电管理特点:PWM升压模式充电管理输入电压范围：4.5V到32V充电电流自适应功能具有太阳能板最大功率点跟踪功能，可用太阳能板供电开关频率：330kHz高端电流检测电流调制阈值：120毫伏每个周期电感电流限制功能内部斜坡补偿功能电池端过压保护恒流、恒压充电模式自动再充电充电与结束状态指示内部软启动电路内置5V电压调制器低关断电流工作温度范围：－40℃至85℃采用TSSOP-16封装产品无铅，满足Rohs，不含卤素管脚排列COMPFBMPPTGNDGNDCN33061234ISW567CSP8910111213141516CHRGDONEBATVCCVCCVINDRVSHDNNC1REV1.0如韵电子CONSONANCE典型应用电路图1CN3306典型应用电路订购信息:型号包装工作环境温度CN3306盘装，每盘3000只－40℃到＋85℃2REV1.0如韵电子CONSONANCE管脚描述序号名称功能描述1FB电池电压反馈管脚。通常此管脚连接到电阻分压网络检测电池端电压，以决定充电状态和恒压充电电压。2COMP回路频率补偿管脚。此管脚到地之间连接频率补偿网络。3MPPT太阳能板最大功率点跟踪管脚。通常此管脚连接到电阻分压网络以检测太阳能板的电压，用于太阳能板的最大功率点跟踪。此管脚也可用于输出能力有限的输入电源的限流用途。4NC没有连接。5SHDN芯片关断管脚。将此管脚接到高电平，CN3306进入关断模式。在关断模式，内部电路模块，包括5V电压调制器，全部被禁止工作，消耗的电流极低。将此管脚接到低电平，CN3306进入正常工作模式。6充电状态指示端。漏极开路输出。在恒流和恒压充电状态，内部晶体管将此管脚拉到低电平；否则，此管脚为高阻状态。7充电结束指示端。漏极开路输出。在充电结束状态，内部晶体管将此管脚拉到低电平；否则，此管脚为高阻状态。8CSP充电电流检测正输入端。此管脚和BAT管脚测量电流检测电阻RCS两端的电压，并将此电压信号反馈给CN3306用于电流调制。9BAT电池正极连接端和充电电流检测负输入端。此管脚连接到电池的正极。此管脚和CSP管脚测量电流检测电阻RCS两端的电压，并将此电压信号反馈给CN3306用于电流调制。10VIN输入电压正极。输入电源正极，输入电压范围是4.5V至32V。此管脚到地之间需要连接滤波电容。11，12VCC5V电压调制器输出管脚。此两个管脚需要连接到一起，与地之间需要连接一个至少4.7uF电容。当输入电压在5.5V到32V之间时，此管脚输出5V电压；当输入电压低于5.5V时，此管脚电压可能低于5V。13DRV栅极驱动管脚。将此管脚连接到外部N沟道场效应晶体管的栅极。14，15GND地。输入电源负极。16ISW电感电流检测管脚。从ISW管脚检测电感电流用于电流控制和过流保护。极限参数VIN，CSP，BAT管脚电压..…－0.3Vto36V最大结温……………………...…………..…150℃其他管脚电压…………......…..－0.3Vto6.5V存储温度…………………..........－65℃至150℃工作环境温度……...................－40℃to85℃焊接温度(10秒)………............................….260℃热阻(JunctiontoCase)……….…......200℃/W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。3REV1.0如韵电子CONSONANCE电气参数(VIN＝12V，TA＝－40℃至85℃，除非另有注明)参数符号测试条件最小典型最大单位输入电压范围VIN4.532伏特低电压锁存阈值UVLO4.4伏特工作电流IVINVFB＝1.3V，VSHDN=0V700825950微安关断电流IVINSDSHDN＝3V，VIN＝12V3.65.26.8微安SHDN＝3V，VIN＝30V91317FB管脚反馈电压VREG恒压充电模式1.1931.2051.217伏特FB管脚偏置电流IFBVFB＝1.2V60300纳安BAT管脚偏置电流IBAT关断状态或充电结束状态80微安电流检测VCS恒流充电模式，VCSP－VBAT108120132毫伏充电结束阈值Iterm充电电流下降16.6%ICC再充电阈值VRE电池电压下降95.8%VREG过压阈值VovBAT管脚电压上升1.051.0831.116VREG过压释放阈值VclrBAT管脚电压下降1.0061.0281.05软启动时间10毫秒电感电流过流阈值VISW(OC)测量ISW管脚电压180200200毫伏SHDN管脚SHDN输入高电平VIH2.36伏特SHDN输入低电平VIL00.5伏特SHDN管脚偏置电流ISHDN－1000＋100纳安MPPT管脚MPPT调制电压VMPPT最大功率点跟踪1.181.2051.23VMPPT偏置电流IMPPT－1000＋100nADRV管脚输出电流VDRV＝4V0.8安培吸收电流VDRV＝1V1.5安培下降时间tfCDRV＝2nF25纳秒上升时间trCDRV＝2nF32纳秒VCC管脚输出电压VCCIVCC＝0.1mAto4mA,VIN＝5.5Vto32V4.755.39伏特负载调制特性IVCC＝0.1mAto4mA，5欧姆输入电源调制特性VIN＝6Vto32V,IVCC＝3mA6毫伏输入电源抑制比PSRRIVCC＝3mA，f＝10kHz-35dB启动时间tSTARTVCC＝0to4.5V，COUT＝4.7uF5毫秒振荡器频率fosc285330375KHz最大占空比Dmax93%注：在上表中，VREG为所设置的恒压充电电压，ICC为所设置的恒流充电电流。(接上页)参数符号测试条件最小典型最大单位4REV1.0如韵电子CONSONANCE管脚管脚下拉电流ICHRGVCHRG=1V，恒流充电71218mA管脚漏电流ILK1VCHRG=25V，充电结束1uA管脚管脚下拉电流IDONEVDONE=1V，充电结束71218mA管脚漏电流ILK2VDONE=25V，恒流充电1uA详细描述CN3306是电流模式固定频率PWM升压型多种电池充电管理集成电路。CN3306的输入电压范围4.5V至32V，外围元器件少，应用简单灵活，可用于锂电池，磷酸铁锂电池或钛酸锂电池的充电管理。CN3306内部包括带隙基准源，330KHz的振荡器，误差放大器，充电控制单元，电流模式PWM控制单元，芯片关断电路，软启动电路和栅极驱动电路等。电流控制模式提高了系统的瞬态响应，简化了回路补偿。当VCC管脚电压大于低压锁存阈值，充电器正常工作，对电池充电。如果电池电压低于所设置的恒压充电电压，充电器进入恒流充电模式，此时充电电流由内部的0.12V基准电压和一个外部电阻RCS设置，即充电电流为0.12V/RCS。当电池电压继续上升接近恒压充电电压时，充电器进入恒压充电模式，充电电流逐渐减小。当充电电流减小到恒流充电电流的16.6%时，CN3306进入充电结束模式，此时漏极开路输出管脚内部的晶体管关断，输出为高阻态；另一个漏极开路输出管脚内部的晶体管导通，输出低电平，以指示充电结束状态。在充电结束状态，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(恒压充电电压的95.8%)，那么也将自动开始新的充电周期。CN3306采用恒电压法跟踪太阳能板最大功率点，太阳能板电压通过两个电阻分压后反馈到MPPT管脚，在最大功率点跟踪状态，MPPT管脚电压被调制在1.205V。CN3306内部还有一个过压比较器，当BAT管脚电压由于负载变化或者突然移走电池等原因而上升时，如果BAT管脚电压上升到过压阈值时，过压比较器动作，关断片外的N沟道MOS场效应晶体管，充电器暂时停止，直到BAT管脚电压回复到过压释放阈值电压以下。CN3306内部有软启动电路，减小了上电时的浪涌电流。其他功能包括芯片关断功能，内置5V电压调制器和斜坡补偿等。充电电流和充电电压示意图如图2所示。恒流充电恒压充电充电电流电池电压充电结束电流VREG充电结束图2充电过程示意图5REV1.0如韵电子CONSONANCE应用信息输入电压范围CN3306输入电压范围为4.5V至32V，可实现升压充电控制功能。芯片关断功能SHDN管脚是高有效的芯片关断输入端。将此管脚接到高电平，CN3306进入关断模式。在关断模式，内部电路模块，包括5V电压调制器，全部被禁止工作，工作电流极低。将此管脚接到低电平，CN3306进入正常工作模式。+5V电压调制器CN3306内部有一个+5V的电压调制器，此电压调制器在VCC管脚输出+5V电压，最大可输出4毫安电流，为芯片内部低压电路和栅极驱动电路供电。在VCC管脚到地之间需要连接一个至少4.7μF电容。如果使用VCC管脚为外部电路供电，需要留意不要使+5V电压调制器过载，否则可能影响栅极驱动能力。当CN3306被关断时(SHDN输入高电平)，5V调制器也被关断。设置恒压充电电压如图1所示，电池端的电压通过电阻R1和R2构成的电阻分压网络反馈到FB管脚，CN3306根据FB管脚的电压决定充电状态。当FB管脚的电压接近1.205V时，充电器进入恒压充电状态。在恒压充电状态，充电电流逐渐下降，电池电压保持不变。在恒压充电状态电池端对应的的电压为：VBAT＝1.205×(1＋R1／R2)可设置的恒压充电电压不能大于32V。由于电阻R1和R2会从电池消耗一定的电流，在选取R1和R2的电阻值时，应首先根据所允许消耗的电流选取R1＋R2的值，然后再根据上式分别计算R1和R2的值。设置充电电流恒流充电电流通过CSP管脚和BAT管脚之间的电流检测电阻设置。恒流充电电流由下面公式决定：在充电状态，充电电流与电流检测电阻两端电压的对应关系由下式决定：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VCS是电流检测电阻RCS两端的电压充电结束当FB管脚电压接近1.205V时，CN3306进入恒压充电模式。在恒压充电模式，充电电流逐渐减小，当充电电流减小到恒流充电电流的16.6%时，充电过程结束，充电器进入充电结束状态。如果FB管脚电压小于1.18V，那么即使充电电流小于恒流充电电流的16.6%时，充电过程也不结束。自动再充电在充电结束状态，如果输入电源和电池仍然连接在充电器上，由于电池自放电或者负载的原因，电池电压逐渐下降，当电池电压降低到所设置的恒压充电电压VREG的95.8%时，将开始新的充电周期。电池端过压保护CN3306内部还有一个过压比较器，当FB管脚电压由于负载变化或者突然移走电池等原因而上升时，如果FB管脚电压上升到过压阈值时，过压比较器动作，关断片外的N沟道MOS场效应晶体管，充电器暂时停6REV1.0如韵电子CONSONANCE止，直到FB管脚电压回复到过压释放阈值电压以下。在某些情况下，比如在电池没有连接到充电器上，或者