磷酸鐵鋰電池充電器CN3059的原理應用
2020-12-08 電子產品世界
磷酸鐵鋰電池是一種用磷酸鐵鋰（LiFePO4）材料作電池正極、用石墨作電池負極的新型鋰離子電池。關於該電池的詳細介紹請參看本刊9期磷酸鐵鋰動力電池一文。
磷酸鐵鋰電池的標稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6±0.05V、終止放電電壓是2.0V。該電池與鋰 離子電池一樣要求恆流、恆壓充電，充電率範圍是0.2～1C。
上海如韻電子有限公司在自主開發出單節鋰電子充電器晶片CN3052及CN3056後，2007年又開發出性能更好的單節磷酸鐵鋰充電器晶片CN3058及CN3059，滿足了市場的需求。本文將介紹CN3059。
特點與應用
CN3059是一種對單節磷酸鐵鋰電池進行恆流、恆壓充電的充電器IC。用該IC組成的充電器主要特點：充電電流可由一外設電阻RISET設定，最大充電電流可達1A；輸入電壓4～6V，可採用USB接口或4.5～6V輸出電壓（輸出電流1000～1500mA）的AC/DC適配器供電；充電器電路簡單、外圍元器件少、成本低；對過放電（電池電壓＜2.0V）的電池有小電流預充電模式；內部有功率器理電路，若晶片的結溫超過115℃時能自動降低充電電流作過熱保護，使用戶可設置較大的充電電流，以提高充電效率；有兩個LED分別作充電狀態指示及充電結束指示；有輸入電壓過低（＜3.61V）時的輸出鎖存功能、自動再充電功能、電池溫度監測功能；採用小尺寸、散熱增強性的10引腳DFN封裝；充電溫度範圍0～45℃或0～65℃(由充電電池參數決定)。
CN3059是磷酸鐵鋰電池的專用充電器IC，但它還有一個獨特的特點：外設一個電阻RVSET，它可以增加恆壓充電的輸出電壓。利用這個獨特的特點，可以組成簡易的3節鎳氫電池充電器及4V鉛酸電池充電器或鋰離子電池充電器。
由CN3059組成的充電器適合充 0.5～4Ah的磷酸鐵鋰電池。其應用領域：礦燈、LED應急燈、警示燈；車模、船模、航模及電動玩具；在照相機中，用3.2V磷酸鐵鋰電池替代一次性3V鋰電池（型號為CR123A），其外廓尺寸相同；通信裝置；小型醫療儀器及野外測試儀器；小型電動工具等。另外，可採用CN3059組成充3節鎳氫電池及4V鉛酸電池的充電器等。
封裝、引腳排列及功能
CN3059採用散熱增強型10引腳小尺寸DFN封裝，其引腳排列如圖1所示，各引腳功能如表1所示。
.
圖1 CN3059引腳圖
主要參數
CN3059的極限參數：各引腳的電壓範圍為-0.3～6.5V；BAT引腳與GND短路時間可連續；靜電擊穿電壓為2kV；最高結溫為150℃；焊接溫度為300℃（10s）。
CN3059的電氣參數：電源輸入電壓範圍為4～6V；靜態電流典型值為650μA；低壓鎖存電壓為VIN≤3.61V；預存電閾值電壓是電池電壓小於2.05V；恆壓充電電壓3.6V；充電結束閾值電壓（ISET端電壓）為0.22V；睡眠模式閾值電壓為VIN－VBAT≤20mV；睡眠模式解除閾值電壓為VIN－VBAT≥50mV；TEMP端高溫閾值電壓為80%VIN，低溫閾值電壓為48% VIN。
典型應用電路
採用CN3059組成磷酸鐵鋰電池充電器電路與由CN3056組成的鋰離子充電器電路相比，前者有兩個突出的優點：①精確檢測充電電池的電壓，充電電池的終止充電電壓控制得更精確，使電池充的更滿；②採用在FB端與電池正極之間加接一個電阻RVSET，使充電器除能充磷酸鐵鋰電池外，也可簡單地組成充鉛酸電池及鎳氫電池，擴展了充電器功能。下面分別介紹這2種典型應用電路。
1充磷酸鐵鋰電池電路
充電電池型號為26650，容量為2800mAH，採用1000mA恆流電充電（其充電率約0.36C），充電器電路如圖2所示。
圖2 磷酸鐵鋰電池充電電路
充電器採用輸出直流電壓5V、輸出電流1500mA的AC/DC適配器作電源。用紅色LED作充電狀態指示燈，用綠色LED作充電結束指示燈。設定恆流充電電流ICH=1000mA，則RISET為：
RISET=1800V/1A=1.8kΩ （1）
CIN(10μF)及COUT(10μF)是為保證充電器工作穩定的輸入及輸出電容，可採用多層陶瓷電容器（MLCC）。
這裡重點介紹精確電池電壓檢測電路。圖3是一般電池電壓檢測電路，圖4是精確電池電壓檢測電路。圖3中，BAT端外接充電電池，內接由R1、R2組成的電阻分壓器，其中間點為輸入誤差放大器，根據充電電池的實際電壓來對電池進行預充電、恆流充電及恆壓充電。若在恆流充電時的充電電流為ICH、BAT端的電壓為VBAT，電池的電壓為V』BAT。若BAT端到電池正極之間的金屬連接線的電阻為△R，則ICH電流從BAT端到電池正極間的電壓降VDROP =ICH×△R，則VBAT=ICH×△R+V』BAT (V』BAT＜VBAT）。充電電流越大，則VBAT與V』BAT的差值越大。輸入到誤差放大器的電壓是VBAT的分壓而不是V』BAT的分壓，因此產生電池實際電壓的檢測誤差。
相關焦點
-
磷酸鐵鋰電池價格,動力磷酸鐵鋰電池能迎來新生麼?
磷酸鐵鋰電池價格，動力磷酸鐵鋰電池能迎來新生麼？磷酸鐵鋰電池優勢主要包括性價比以及後期的實際使用效果，不僅僅在於經濟實惠的市場定價，在使用壽命以及相對而言較為廣泛的應用環境方面的表現也比較出色，那麼為了幫助有意向購置相關類似產品的消費者能夠從魚龍混雜的市場上篩選出合適的種類，下文介紹的知識就是關於磷酸鐵鋰電池的價格和磷酸鐵鋰電池的發展前景。 -
磷酸鐵鋰電池工作原理與特點
磷酸鐵鋰電池的全名應是磷酸鐵鋰鋰離子電池，這名字太長，簡稱為磷酸鐵鋰電池。由於它的性能特別適於作動力方面的應用，則在名稱中加入「動力」兩字，即磷酸鐵鋰動力電池。也有人把它稱為「鋰鐵(LiFe)動力電池」。 -
磷酸鐵鋰電池有什麼優缺點?磷酸鐵鋰電池
現在電動汽車雖然有很多種類的電池，但是最受歡迎的就是鋰電池，鋰電池也有很多種，其中就包括磷酸鐵鋰電池。今天就為大家來介紹一下磷酸鐵鋰電池的優缺點。磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強烈的碰撞下會產生爆炸，對消費者的生命安全構成威脅，而磷酸鐵鋰已經過嚴格的安全測試，即使在最惡劣的交通事故中也不會產生爆炸。3、可大電流。2C快速充放電，在專用充電器下，1.5C充電40分鐘內即可使電池充滿，起動電流可達2C,而鉛酸電池現在無此性能。 -
磷酸鐵鋰電池組介紹,為什麼選用磷酸鐵鋰電池組?
磷酸鐵鋰電池組介紹，為什麼選用磷酸鐵鋰電池組？在電池技術上，鋰電池是發展方向，國內應用最多的鋰電池是磷酸鐵鋰電池組。那麼磷酸鐵鋰電池組性能有哪些優點呢？為什麼大部分客戶和新能源車企都選擇鋰電池組呢？本文存能電氣小編就來大家說說。 -
磷酸鐵鋰電池的正確充電方法
在對鋰電池充電方法進行講解時，曾涉及磷酸鐵鋰電池充電方法。但上篇相關文章僅涉及磷酸鐵鋰電池充電方法的簡單講解，而在本文中，將詳細討論磷酸鐵鋰電池充電方法。如果你對本文涉及的內容存在疑惑或者興趣，不妨繼續往下看哦。磷酸鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池。由於它的性能特別適於作動力方面的應用，則在名稱中加入「動力」兩字，即磷酸鐵鋰動力電池。 -
磷酸鐵鋰電池組在軍工儲能設備行業的應用
磷酸鐵鋰電池組在軍工儲能設備行業的應用。軍事國防一直是中國重點建設領域。鋰電池的出現已經有30多年了，很多軍工科技、軌道交通、航天航空等國家級高精尖工程都需要用到磷酸鐵鋰電池組，說明鋰電池的技術已經非常成熟和完善。 -
什麼是磷酸鐵鋰電池?鋰電池和磷酸鐵鋰電池有何區別?
（二）優點 1、磷酸鐵鋰電池的壽命長，循環壽命在2000次以上。在同樣的條件下，磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時間。 2、使用安全。磷酸鐵鋰電池經過嚴格的安全測試，即使在交通事故中也不會發生爆炸。 3、充電快速。使用專用充電器，1．5C充電40分鐘即可以使電池充滿。 -
談談磷酸鐵鋰電池組在變電站直流系統的應用
【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】北極星輸配電網訊:根據最近磷酸鐵鋰電池火熱的情況，較瘦劉整理了磷酸鐵鋰電池組在變電站直流系統的應用幾篇文章，都是在2015-2016年的左右發布的，說實話，幾篇文章質量都比較一般，一篇在職研究生的綜述類基本就是把變電站直流系統原來的閥控蓄電池換成磷酸鐵鋰電池來 -
磷酸鐵鋰電池在工業領域的應用
原標題：磷酸鐵鋰電池在工業領域的應用 磷酸鐵鋰電池，是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料，碳作為負極材料的鋰離子電池，單體額定電壓為3.2V，充電截止電壓為 -
一文看懂磷酸鐵鋰電池和鋰電池區別
在同樣的條件下，磷酸鐵鋰電池可使用7到8年的時間。 2、使用安全。磷酸鐵鋰電池經過嚴格的安全測試，即使在交通事故中也不會發生爆炸。 3、充電快速。使用專用充電器，1.5C充電40分鐘即可以使電池充滿。 4、磷酸鐵鋰電池耐高溫，磷酸鐵鋰電池熱風值可以達到350到500攝氏度。 5、磷酸鐵鋰電池的容量大。 -
房車加裝大容量磷酸鐵鋰電池的正確使用方法:充電、放電及保養
大容量磷酸鐵鋰電池組作為房車主要的儲電裝置，鋰電池遠遠超越傳統鉛酸電池的性能，也備受房車車友的喜愛。如今，市面上主要鋰電池產品有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。國內新能源汽車廠商應用比較多的也是是三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池的動力特性好，電能比高，但安全性有待提高，安全保護技術要求高。磷酸鐵鋰電池穩定性較好，壽命長，安全性高，目前是房車車友主要選擇的對象。 -
磷酸鐵鋰電池和鋰電池的區別,你知道嗎?
磷酸鐵鋰電池和鋰電池的區別，你知道嗎?磷酸鐵鋰電池和鋰電池是不一樣的，磷酸鐵鐵鋰電池是鋰電池家族中的一類電池，正極材料主要為磷酸鐵鋰材料，又簡稱為鐵鋰電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。本文存能電氣小編就來詳細介紹磷酸鐵鋰電池和鋰電池的區別是什麼。 -
關於磷酸鐵鋰電池 知道這些就夠了!
磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數鋰離子電池使用的正極材料。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。 -
磷酸鐵鋰電池工作原理詳細圖解
打開APP 磷酸鐵鋰電池工作原理詳細圖解 秩名 發表於 2012-05-25 09:54:49 磷酸鐵鋰電池工作原理 1、電池充電時，Li 從磷酸鐵鋰晶體的010面遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進入電解液，穿過隔膜，再經電解液遷移到石墨晶體的表面，然後嵌入石墨晶格中。與此同時，電子經導電體流向正極的鋁箔集電極，經極耳、電池極柱、外電路、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔集流體，再經導電體流到石墨負極，使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌後，磷酸鐵鋰轉化成磷酸鐵，其晶格結構變化如上圖-2。 -
磷酸鐵鋰電池化學反應方程式_磷酸鐵鋰電池工作溫度
磷酸鐵鋰電池的工作原理 磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。雖然磷酸鐵鋰電池組也屬於鋰離子電池，但是從正極材料上我們可以看出，磷酸鐵鋰電池是目前鋰離子電池中穩定性較高的電池，而且就成本來講，也不算很高，所以磷酸鐵鋰電池組在一些大型工業以及移動移動基站中使用的越來越多。 -
福建磷酸鐵鋰電池_忠升科技價格很低
福建磷酸鐵鋰電池，忠升科技價格很低，公司已開發擁有鋰離子電池組、18650鋰電池、鎳氫電池、磷酸鐵鋰電池及移動電源等多個系列品牌產品。福建磷酸鐵鋰電池， 磷酸鐵鋰電池的應用前景還是相當廣泛的。但是對於車身較大的車型來說並不是不可接受。不起火才是最關鍵的。大多數鋰電池的電壓是鎳氫電池電壓的3倍。 -
18650鋰電池廠家淺析18650鋰電池充放電原理-鑫通泰鋰電池
18650是鋰離子電池的鼻祖--日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準型的鋰離子電池型號，其中18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示為圓柱形鋰電池。常見的18650電池分為鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池。 -
【科·堂】圖解磷酸鐵鋰電池工作原理
而鐵鋰電池體積小，容量大、耐高溫性能出色，不存在過放電問題，可以彌補鉛酸電池的不足，這裡介紹鐵鋰電池的結構和原理。磷酸鐵鋰電池簡稱鐵鋰電池，採用橄欖石結構的LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負極隔開，但鋰離子可以通過而電子不能通過，右邊是由石墨組成的電池負極，由銅箔與電池的負極連接。 -
磷酸鐵鋰電池包真的安全嗎?
磷酸鐵鋰電池包真的安全嗎？經過專家的實驗和測試，大數情況下鋰電池包使用安全。磷酸鐵鋰電池包經過嚴格的安全測試，即使在交通事故中也不會發生爆炸。是目前最安全的鋰離子電池正極材料；不含任何對人體有害的重金屬元素。那麼，鋰電池包真的安全嗎？請跟隨存能電氣小編一起往下看。 -
磷酸鐵鋰電池 VS 三元鋰電池,誰才是鋰電池王者?
雖然它們的形狀不一樣，但是工作原理都是一樣的。鋰離子電池是以碳材料為負極，通常是石墨；以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，它工作原理主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。磷酸鐵鋰VS三元鋰電池那什麼是磷酸鐵鋰電池，什麼又是三元鋰電池？其實它們都只是正極材料不同而已。因為不同類型的鋰電池負極都是石墨，正極材料不同。所以用正極材料來區分不同類型的鋰電池。