磷酸铁锂电池充电器CN3059的原理应用

磷酸铁锂电池是一种用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极、用石墨作电池负极的新型锂离子电池。关于该电池的详细介绍请参看本刊9期磷酸铁锂动力电池一文。

磷酸铁锂电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6±0.05V、终止放电电压是2.0V。该电池与锂 离子电池一样要求恒流、恒压充电，充电率范围是0.2～1C。

上海如韵电子有限公司在自主开发出单节锂电子充电器芯片CN3052及CN3056后，2007年又开发出性能更好的单节磷酸铁锂充电器芯片CN3058及CN3059，满足了市场的需求。本文将介绍CN3059。

特点与应用

CN3059是一种对单节磷酸铁锂电池进行恒流、恒压充电的充电器IC。用该IC组成的充电器主要特点：充电电流可由一外设电阻RISET设定，最大充电电流可达1A；输入电压4～6V，可采用USB接口或4.5～6V输出电压（输出电流1000～1500mA）的AC/DC适配器供电；充电器电路简单、外围元器件少、成本低；对过放电（电池电压＜2.0V）的电池有小电流预充电模式；内部有功率器理电路，若芯片的结温超过115℃时能自动降低充电电流作过热保护，使用户可设置较大的充电电流，以提高充电效率；有两个LED分别作充电状态指示及充电结束指示；有输入电压过低（＜3.61V）时的输出锁存功能、自动再充电功能、电池温度监测功能；采用小尺寸、散热增强性的10引脚DFN封装；充电温度范围0～45℃或0～65℃(由充电电池参数决定)。

CN3059是磷酸铁锂电池的专用充电器IC，但它还有一个独特的特点：外设一个电阻RVSET，它可以增加恒压充电的输出电压。利用这个独特的特点，可以组成简易的3节镍氢电池充电器及4V铅酸电池充电器或锂离子电池充电器。

由CN3059组成的充电器适合充 0.5～4Ah的磷酸铁锂电池。其应用领域：矿灯、LED应急灯、警示灯；车模、船模、航模及电动玩具；在照相机中，用3.2V磷酸铁锂电池替代一次性3V锂电池（型号为CR123A），其外廓尺寸相同；通信装置；小型医疗仪器及野外测试仪器；小型电动工具等。另外，可采用CN3059组成充3节镍氢电池及4V铅酸电池的充电器等。

主要参数

CN3059的极限参数：各引脚的电压范围为-0.3～6.5V；BAT引脚与GND短路时间可连续；静电击穿电压为2kV；最高结温为150℃；焊接温度为300℃（10s）。

CN3059的电气参数：电源输入电压范围为4～6V；静态电流典型值为650μA；低压锁存电压为VIN≤3.61V；预存电阈值电压是电池电压小于2.05V；恒压充电电压3.6V；充电结束阈值电压（ISET端电压）为0.22V；睡眠模式阈值电压为VIN－VBAT≤20mV；睡眠模式解除阈值电压为VIN－VBAT≥50mV；TEMP端高温阈值电压为80%VIN，低温阈值电压为48% VIN。

典型应用电路

采用CN3059组成磷酸铁锂电池充电器电路与由CN3056组成的锂离子充电器电路相比，前者有两个突出的优点：①精确检测充电电池的电压，充电电池的终止充电电压控制得更精确，使电池充的更满；②采用在FB端与电池正极之间加接一个电阻RVSET，使充电器除能充磷酸铁锂电池外，也可简单地组成充铅酸电池及镍氢电池，扩展了充电器功能。下面分别介绍这2种典型应用电路。

1充磷酸铁锂电池电路

充电电池型号为26650，容量为2800mAH，采用1000mA恒流电充电（其充电率约0.36C），充电器电路如图2所示。

充电器采用输出直流电压5V、输出电流1500mA的AC/DC适配器作