《CN3791 锂电池充电芯片详解及电路设计要点》
一、元器件功能分析与引脚作用详解
（一）CN3791 芯片引脚功能表
| 引脚序号 | 名称 | 功能描述 | 连接要求 / 注意事项 |
|---|
| 1 | VG | 内部电压调制器输出，为驱动电路供电（内部驱动 P 沟道 MOSFET 的栅极） | 需与 VCC 之间接 100nF 瓷片电容（C2），滤除高频噪声，稳定驱动电源 |
| 2 | GND | 系统地，输入电源负极和电池负极连接端 | 需与功率地、信号地单点共地，避免开关噪声干扰控制回路 |
| 3 | CHRG | 充电状态指示（漏极开路输出）：充电时输出低电平，否则高阻态 | 外接上拉电阻（10kΩ-100kΩ）至电源，驱动 LED 时需串联限流电阻（如红色 LED 指示充电中） |
| 4 | DONE | 充电结束指示（漏极开路输出）：充电结束时输出低电平，否则高阻态 | 外接上拉电阻（同上），驱动绿色 LED 指示充电完成 |
| 5 | COM | 回路补偿输入端，稳定电流 / 电压控制环路 | 必须接 120Ω 电阻串联 220nF 电容到地，形成相位补偿网络，避免环路振荡 |
| 6 | MPPT | 太阳能板最大功率点跟踪电压检测端 | 通过分压电阻（R3、R4）采集太阳能板电压，内部调制目标电压 1.205V，公式： $ V_{\text{MPP}} = 1.205 \times (1 + R3/R4) $ |
| 7 | BAT | 电池正极连接端，充电电流检测负输入端 | 直接连接电池正极，与 CSP 管脚共同检测 RCS 两端电压（充电电流检测）；内置过压保护（阈值 1.07×4.2V） |
| 8 | CSP | 充电电流检测正输入端 | 连接电流检测电阻 RCS 的高端，与 BAT 管脚形成差分输入，恒流充电电流： $ I_{\text{CH}} = 120\text{mV} / R_{\text{CS}} $ |
| 9 | VCC | 外部电源输入正极，内部电路电源 | 输入电压范围 4.5V-28V，需接 10μF 以上电解电容 + C104 高频电容滤波，抑制输入纹波 |
| 10 | DRV | 栅极驱动输出，控制外部 P 沟道 MOSFET 的开关 | 最大驱动电流 ±10mA，输出高电平≈VCC-60mV，低电平≤VCC-6.3V；需匹配 MOSFET 的栅极电容（如 2nF 负载时上升 / 下降时间≤65ns） |
（二）外围关键元器件功能
| 器件类型 | 作用 | 核心参数要求 |
|---|
| 电流检测电阻 RCS | 设定恒流充电电流，精度决定充电精度 | 精度≥1%，功率≥$ (I_{\text{CH}}^2 \times R_{\text{CS}}) \times 1.5 $，推荐 0.125W 金属膜电阻 |
| P 沟道 MOSFET | 功率开关，控制充电电流通断 | 耐压$ BVDSS > 28V $，导通电阻 Rds (on)≤30mΩ（低输入电压），栅极电荷 Qg≤10nC（提升开关速度） |
| 肖特基二极管 D1/D2 | D1 防止电池反向放电（可选）；D2 为电感续流二极管 | 额定电流≥1.5× 最大充电电流，耐压≥30V，结电容$ C_j $≤100pF（降低开关损耗） |
| 功率电感 L | 存储 / 释放能量，平滑充电电流 | 电感值计算：$ L \geq \frac{V_{\text{BAT}}(V_{\text{CC}} - V_{\text{BAT}})}{f \times \Delta I_L} ，纹波电流 ，纹波电流 ，纹波电流 \Delta I_L \leq 0.3I_{\text{CH}} $，推荐屏蔽电感（EMI≤30dBμV/m） |
| 输入 / 输出电容 | 滤除纹波，稳定输入 / 输出电压 | 输入电容：电解电容（10μF-100μF）+ 陶瓷电容（1μF）+ 高频电容（100nF）并联；输出电容：低 ESR 电解电容（10μF）+ 陶瓷电容（1μF），ESR≤50mΩ |
二、充电过程详解与参数分析
（一）充电阶段流程图
graph TDA[初始状态] --> B{VCC > UVLO(3.6V)且VCC > VBAT?}B -->|是| C{VBAT < 66.5%×4.2V?}C -->|是| D[涓流充电：0.175×ICH]D --> E{VBAT ≥ 66.5%×4.2V?}E -->|是| F[恒流充电：ICH=120mV/RCS]F --> G{VBAT ≥ 4.2V?}G -->|是| H[恒压充电：保持4.2V，电流下降]H --> I{I ≤ 16%×ICH?}I -->|是| J[充电结束：DRV关断，DONE拉低]J --> K{VBAT ≤ 95.5%×4.2V 或 重新接入电源?}K -->|是| CB -->|否| L[睡眠模式：功耗≤30μA]
（二）各阶段关键参数表
| 阶段 | 触发条件 | 电压 / 电流参数 | 状态指示 | 保护功能 |
|---|
| 涓流充电 | $ V_{\text{BAT}} < 2.79V $（66.5%×4.2V） | 电流 = 17.5%×$ I_{\text{CH}} （典型值），持续至 （典型值），持续至 （典型值），持续至 V_{\text{BAT}} \geq 2.79V $ | CHRG = |
