MAX4373/MAX4374/MAX4375：低成本微功耗高端電流檢測解決方案

在電子設(shè)備的設(shè)計中，對電池或直流電流的監(jiān)測至關(guān)重要，特別是在筆記本電腦、手機(jī)等便攜式設(shè)備中。今天我們要介紹的 MAX4373/MAX4374/MAX4375 系列芯片，就是一款專為滿足這些需求而設(shè)計的低成本、微功耗高端電流檢測解決方案。

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芯片概述

MAX4373/MAX4374/MAX4375 是一系列集成了高端電流檢測放大器、帶隙基準(zhǔn)和比較器的芯片，具有鎖存輸出功能。其電壓輸出特性消除了增益設(shè)置電阻的需求，使得它在電池或直流電流監(jiān)測關(guān)鍵的系統(tǒng)中表現(xiàn)出色。高端電流監(jiān)測在電池供電系統(tǒng)中尤為有用，因為它不會干擾電池充電器的接地路徑。

該系列芯片的輸入共模范圍為 0 至 +28V，與電源電壓無關(guān)，這確保了即使在電池深度放電時，電流檢測反饋仍然有效。此外，MAX4373/MAX4374/MAX4375 的比較器輸出是鎖存的，提供了一個不會振蕩的關(guān)斷標(biāo)志。MAX4374/MAX4375 還包含第二個比較器，可用于窗口檢測功能。

產(chǎn)品特性

高集成度

集成了電流檢測放大器、內(nèi)部比較器和帶隙基準(zhǔn)，提供了高精度的電流檢測解決方案。輸入失調(diào)電壓最大為 1mV，滿量程精度最大為 2%，內(nèi)部帶隙基準(zhǔn)精度為 ±1.6%。

寬共模范圍

+2V 至 +28V 的共模范圍，功能可低至 0V，與電源電壓無關(guān)，確保在電池深度放電時仍能進(jìn)行電流監(jiān)測。

低功耗

僅消耗 50μA 的電源電流，采用單 +2.7V 至 +28V 工作電源，有助于延長電池壽命。

多種增益版本

提供三種不同的增益版本（+20V/V、+50V/V、+100V/V），支持不同尺寸的電池組，滿足各種應(yīng)用需求。

鎖存比較器輸出

消除了振蕩問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

應(yīng)用領(lǐng)域

該系列芯片適用于多種應(yīng)用場景，包括筆記本電腦、便攜式/電池供電系統(tǒng)、智能電池組/充電器、手機(jī)、電源管理系統(tǒng)、通用系統(tǒng)/板級電流監(jiān)測以及精密電流源等。

電氣特性

絕對最大額定值

芯片的各個引腳和參數(shù)都有明確的絕對最大額定值，如 VCC、RS+、RS - 至 GND 的電壓范圍為 -0.3V 至 +30V，OUT 至 GND 的電壓范圍為 -0.3V 至較小值等。在設(shè)計時，必須確保芯片的工作條件不超過這些額定值，以免造成永久性損壞。

電氣參數(shù)

涵蓋了工作電壓范圍、共模輸入范圍、電源電流、泄漏電流、輸入偏置電流、增益、滿量程檢測電壓、輸入失調(diào)電壓等多個參數(shù)。例如，工作電壓范圍為 2.7V 至 28V，電源電流典型值為 50μA，最大為 100μA。

典型工作特性

文檔中給出了多個典型工作特性曲線，如電源電流與共模電壓、電源電壓的關(guān)系，總輸出誤差與電源電壓、檢測電壓的關(guān)系等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解芯片在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計和優(yōu)化。

引腳描述

不同型號的芯片引腳功能有所差異，但總體上包括電源電壓輸入（VCC）、電壓輸出（OUT）、比較器輸入（CIN1、CIN2）、接地（GND）、復(fù)位輸入（RESET）、開漏比較器輸出（COUT1、COUT2）以及外部檢測電阻的連接引腳（RS+、RS -）等。了解這些引腳的功能對于正確使用芯片至關(guān)重要。

詳細(xì)設(shè)計指導(dǎo)

推薦組件值選擇

在選擇組件值時，需要根據(jù)應(yīng)用需求確定合適的增益版本和檢測電阻值。首先，根據(jù)公式 (V{OUT }=V{SENSE } × A{V}) 選擇滿足應(yīng)用要求的最大輸出電壓所需的增益版本，其中 VSENSE 為滿量程檢測電壓，AV 為芯片的增益。然后，根據(jù)公式 (R{SENSE(MAX)}=frac{V{SENSE(MAX)}}{I{LOAD}}) 計算檢測電阻的最大值，以確保 RS+ 和 RS - 之間的差分電壓不超過滿量程檢測電壓。同時，應(yīng)選擇盡可能高的電阻值，以最大化 VSENSE 并最小化總輸出誤差。

過流保護(hù)電路

使用 MAX4373 可以控制外部 P 溝道 MOSFET 實現(xiàn)過流保護(hù)。在過載條件下，MAX4373 控制的 MOSFET 會打開電流路徑，其比較器的鎖存輸出可防止電路振蕩。通過按下按鈕可以在過流條件后重置電流路徑。

窗口檢測電路

對于需要進(jìn)行窗口檢測的應(yīng)用，可以使用 MAX4375 構(gòu)建簡單的電路。通過設(shè)置不同的負(fù)載電流閾值（IOVER 和 IUNDER），可以實現(xiàn)對電流的窗口檢測。

電源旁路

建議使用至少 0.1μF 的陶瓷電容將 VCC 旁路到 GND，以隔離芯片免受電源電壓瞬變的影響。對于高速 VCC 瞬變，可以在 VCC 引腳串聯(lián)一個電阻和一個 0.1μF 的電容，形成 RC 時間常數(shù)，減緩瞬變的上升時間。

上電復(fù)位

RESET 引腳用于控制比較器 1 的鎖存功能。在上電時，為了防止誤鎖存，必須將 RESET 保持低電平，直到 VCC 電源上升到最小工作電壓 2.7V 以上?？梢酝ㄟ^添加 RC 電路來實現(xiàn)這一功能。

總結(jié)

MAX4373/MAX4374/MAX4375 系列芯片以其高集成度、寬共模范圍、低功耗和多種增益版本等特性，為電池和直流電流監(jiān)測提供了一種簡單而有效的解決方案。在實際設(shè)計中，工程師可以根據(jù)具體應(yīng)用需求，合理選擇組件值，設(shè)計過流保護(hù)和窗口檢測電路，并注意電源旁路和上電復(fù)位等問題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用這款芯片的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。