深度剖析：12V 鉛酸電池充電保護板 CN3768 電路原理與恒流充電機制
出處：網(wǎng)絡(luò)整理 發(fā)布于：2025-07-10 15:46:29 | 944 次閱讀
該電路選用的充電保護芯片 CN3768，是一款采用 PWM 降壓模式、專門適用于 12V 鉛酸電池充電的充電管理芯片。其電流可達(dá) 4A，輸入電壓范圍為 6.6V - 30V，開關(guān)頻率為 315KHz。它具有涓流、恒流、過充和浮充電模式，這些特性使其非常適合 12V 鉛酸電池的充電需求。在過充和浮充電模式下，充電電壓典型值分別為 14.8V 和 13.55V；在恒流充電模式時，充電電流可通過一個外部電阻進(jìn)行設(shè)置。從電子電路設(shè)計的角度來看，這種靈活的電流設(shè)置方式為不同的充電場景提供了更多的可能性，能更好地滿足實際應(yīng)用中的多樣化需求。
①腳軟啟動，為芯片內(nèi)部驅(qū)動電路提供電源，確保芯片能夠平穩(wěn)啟動，避免因瞬間電流沖擊對芯片造成損害。
②腳接地，為整個電路提供穩(wěn)定的參考電位。
③腳充電指示燈，用于指示充電狀態(tài)，方便用戶直觀了解充電情況。
④腳回路補償輸入，可對電路中的信號進(jìn)行補償，提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。
⑤腳電池正極連接端及充電電流檢測負(fù)輸入端，負(fù)責(zé)連接電池正極并檢測充電電流的負(fù)向變化。
⑥腳充電電流檢測正輸入端，與⑤腳配合，準(zhǔn)確檢測充電電流的正向變化。
⑦腳芯片供電端，為芯片提供必要的工作電源。
⑧腳柵極 PWM 脈寬驅(qū)動輸出端，輸出的 PWM 脈寬驅(qū)動信號可控制外部功率器件的工作狀態(tài)。
①充電器輸出 14V 左右直流電壓，分成四路。一路送到指示燈，讓用戶了解充電狀態(tài)；一路送到 P 型場效應(yīng)管 M1 的源極，為場效應(yīng)管提供工作電壓；一路送到芯片 1 腳做供電電源，使芯片能夠正常啟動；還有一路給 C2 充電。
③芯片工作后，由 8 腳輸出 PWM 脈寬驅(qū)動信號驅(qū)動 P 型 MOS 管工作。PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)是現(xiàn)代電子電路中常用的控制方法，通過調(diào)節(jié)脈沖的寬度，可以精確控制功率器件的導(dǎo)通時間，從而實現(xiàn)對充電電流和電壓的精確控制。
⑤當(dāng) M1 截止時，儲能電感 L 通過 D2 放電，D2 為續(xù)流管，同時向電容 C3 充電，通過 C3 穩(wěn)壓濾波向電池 BAT 充電。續(xù)流管 D2 的作用是在 M1 截止時，為儲能電感 L 提供放電通路，避免電感產(chǎn)生的高壓對電路造成損害。電容 C3 則起到穩(wěn)壓濾波的作用，使輸出的充電電壓更加穩(wěn)定。
⑥Rs 為充電電流檢測電阻，充電電流變化時反饋到芯片 6 腳，芯片根據(jù) 6 腳反饋信息調(diào)整 8 腳 PWM 輸出脈寬（占空比），從而調(diào)整充電電流，實現(xiàn)恒流控制。這種反饋控制機制類似于一個 “智能大腦”，能夠根據(jù)充電電流的實時變化，自動調(diào)整 PWM 輸出脈寬，確保充電電流始終保持在設(shè)定的恒定值，有效保護電池，延長電池使用壽命。
⑦R1、D3 為指示燈電路，當(dāng)亮紅燈時表示充電狀態(tài)。指示燈電路不僅為用戶提供了直觀的充電狀態(tài)指示，還可以作為電路故障檢測的一個參考依據(jù)。如果指示燈出現(xiàn)異常，可能意味著電路中存在故障，需要及時進(jìn)行檢查和維修。
⑧D1、D2 均采用肖特基二極管，D1 為防倒灌二極管，防止充電時充電電源突然掉電，電池能量倒灌，消耗電池能量。肖特基二極管具有正向壓降小、開關(guān)速度快等優(yōu)點，非常適合在這種充電電路中使用。
⑨R2、C4 為 RC 回路補償網(wǎng)絡(luò)，可對電路中的信號進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和調(diào)整，提高電路的性能和穩(wěn)定性。
⑩充電時：
α、如果電池電壓低于所設(shè)置的過充電壓的 75%，CN3768 用所設(shè)置的恒流充電電流的 17.5% 對電池進(jìn)行涓流充電。在過充電階段，充電電流逐漸減小。涓流充電可以在電池電量較低時，緩慢而安全地為電池補充電量，避免大電流對電池造成損害。
c、當(dāng)電池電壓下降到所設(shè)置的過充電壓的 83.95%，自動開始新的充電周期。這種自動充電機制可以確保電池始終保持在合適的電量范圍內(nèi)，提高電池的使用效率。
d、當(dāng)輸入電源掉電或者輸入電壓低于電池電壓時，CN3768 自動進(jìn)入低功耗的睡眠模式。低功耗睡眠模式可以減少電路的能量消耗，提高能源利用效率。
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