MAX17435/MAX17535：高頻低成本SMBus充電器的卓越之選

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，充電器的性能和成本一直是工程師們關(guān)注的焦點(diǎn)。今天，我們就來(lái)深入探討一下Maxim公司推出的MAX17435/MAX17535高頻低成本SMBus充電器，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。

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產(chǎn)品概述

MAX17435/MAX17535是一款集成多化學(xué)電池充電器IC，能夠簡(jiǎn)化精確高效充電器的構(gòu)建。它支持SMBus可編程設(shè)置充電電流、充電電壓、輸入電流限制、重新學(xué)習(xí)電壓以及數(shù)字讀取IINP電壓。該芯片利用電荷泵控制適配器選擇n溝道MOSFET，當(dāng)適配器不存在時(shí)，電荷泵關(guān)閉，p溝道MOSFET選擇電池。

應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

這款充電器適用于多種設(shè)備，包括筆記本電腦、PDA和移動(dòng)通信設(shè)備以及2 - 4節(jié)鋰離子電池供電的設(shè)備。

產(chǎn)品特性突出

• 低成本SMBus充電器：有效降低成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
• 高開(kāi)關(guān)頻率：MAX17435開(kāi)關(guān)頻率為850kHz，MAX17535為500kHz，有助于減小組件尺寸和電路成本。
• 內(nèi)部升壓開(kāi)關(guān)：集成內(nèi)部升壓開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
• SMBus可編程：可通過(guò)SMBus靈活設(shè)置充電電壓、輸入電流限制、充電電流、重新學(xué)習(xí)電壓和數(shù)字IINP讀取。
• 自動(dòng)選擇系統(tǒng)電源：能夠根據(jù)適配器的存在自動(dòng)選擇系統(tǒng)電源。
• 高精度：充電電壓精度為±0.4%，輸入電流限制精度為±2.5%，充電電流精度為±3%。
• 多種監(jiān)測(cè)輸出：提供AC適配器電流、電池放電電流和AC適配器存在狀態(tài)的監(jiān)測(cè)輸出。
• 保護(hù)功能完善：具備AC適配器過(guò)壓保護(hù)和電池欠壓鎖定功能。

電氣特性分析

輸入電源特性

在不同的工作條件下，MAX17435/MAX17535的輸入電源表現(xiàn)穩(wěn)定。例如，在適配器存在且充電啟用時(shí)，輸入電流在一定范圍內(nèi)波動(dòng)；而在適配器不存在或充電器關(guān)閉時(shí)，輸入電流則顯著降低。

充電電壓調(diào)節(jié)

該充電器能夠提供高精度的充電電壓，根據(jù)不同的設(shè)置，充電電壓范圍從4.095V到19.200V，且精度控制在一定范圍內(nèi)。

充電電流調(diào)節(jié)

充電電流的調(diào)節(jié)同樣精確，通過(guò)SMBus設(shè)置不同的參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從128mA到8.064A的充電電流范圍，并且具有較高的精度。

輸入電流調(diào)節(jié)

輸入電流限制功能可以根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行靈活設(shè)置，當(dāng)輸入電流超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，充電器會(huì)自動(dòng)降低充電電流，以保護(hù)系統(tǒng)。

其他特性

還包括參考電壓輸出、線性穩(wěn)壓器特性、邏輯電平規(guī)格、開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器特性、適配器檢測(cè)和電荷泵MOSFET驅(qū)動(dòng)器等方面的特性，這些特性共同保證了充電器的穩(wěn)定運(yùn)行。

引腳描述與功能

MAX17435/MAX17535共有24個(gè)引腳，每個(gè)引腳都有其特定的功能。例如，SCL和SDA是SMBus的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)引腳，用于與系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信；DCIN是充電器的電源輸入引腳，需要連接適配器電源；LDO是線性穩(wěn)壓器輸出引腳，為其他電路提供電源。

工作原理剖析

DC - DC轉(zhuǎn)換器

采用同步降壓DC - DC轉(zhuǎn)換器，具有n溝道高側(cè)MOSFET開(kāi)關(guān)和n溝道低側(cè)同步整流器。通過(guò)偽固定頻率、電流模式控制方案和逐周期電流限制，確保高效穩(wěn)定的充電過(guò)程。

控制環(huán)路

包括輸入電流控制（CCS）、充電電流控制（CCI）和充電電壓控制（CCV）三個(gè)控制環(huán)路。這三個(gè)環(huán)路在最低電壓鉗位（LVC）放大器處匯聚，輸出的反饋控制信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)DC - DC控制器。

連續(xù)傳導(dǎo)模式

在足夠的充電電流下，電感電流不會(huì)過(guò)零，進(jìn)入連續(xù)傳導(dǎo)模式。此時(shí)，充電器以固定的開(kāi)關(guān)頻率工作，通過(guò)控制MOSFET的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程。

不連續(xù)傳導(dǎo)模式

當(dāng)LVC控制點(diǎn)輸出低于110mV時(shí)，充電器進(jìn)入不連續(xù)傳導(dǎo)模式，確保電感電流始終為正。在這種模式下，充電器可以提高輕載效率。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

MOSFET選擇

根據(jù)最大所需充電電流選擇合適的n溝道MOSFET。高側(cè)MOSFET需要考慮電阻損耗和開(kāi)關(guān)損耗，低側(cè)MOSFET則應(yīng)選擇導(dǎo)通電阻低、封裝適中且價(jià)格合理的器件。

電感選擇

根據(jù)充電電流、紋波和工作頻率選擇合適的電感值，以實(shí)現(xiàn)最佳效率。同時(shí)，電感的飽和電流額定值應(yīng)滿足要求。

電容選擇

輸入電容需要滿足紋波電流要求，輸出電容則需要吸收電感紋波電流并確保DC - DC轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性。

布局和旁路

良好的PCB布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)指定的抗噪性、效率和穩(wěn)定性能至關(guān)重要。需要注意高功率連接、IC和信號(hào)組件的放置、柵極驅(qū)動(dòng)跡線的長(zhǎng)度和寬度以及陶瓷旁路電容的位置等。

總結(jié)

MAX17435/MAX17535以其豐富的功能、高精度的性能和靈活的可編程性，成為了高頻低成本SMBus充電器的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇和使用這款充電器，以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電池充電解決方案。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。