多功能電源管理芯片MAX8819A/MAX8819B/MAX8819C：手持設(shè)備的理想之選

在今天的電子設(shè)備中，電源管理芯片起著至關(guān)重要的作用。特別是在像MP3播放器、便攜式GPS設(shè)備這類手持設(shè)備領(lǐng)域，對于高效、全面的電源解決方案需求極為迫切。Maxim公司推出的MAX8819A/MAX8819B/MAX8819C系列PMIC（電源管理集成電路），無疑是滿足這些需求的優(yōu)秀選擇。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這款芯片。

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一、產(chǎn)品概述

MAX8819A/MAX8819B/MAX8819C是專為MP3播放器和其他手持應(yīng)用設(shè)計(jì)的完整電源解決方案。它集成了電池充電器、降壓轉(zhuǎn)換器和WLED（白光發(fā)光二極管）電源等功能。這款I(lǐng)C采用了4mm x 4mm的TQFN封裝，非常適合對空間要求較高的手持設(shè)備。

（一）集成功能

• 電池充電器：支持單節(jié)鋰離子（Li+）或鋰聚合物（Li - Poly）電池充電，可根據(jù)電池狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整充電模式，確保充電安全和高效。
• 降壓轉(zhuǎn)換器：擁有三個(gè)2MHz的降壓轉(zhuǎn)換器，為不同的負(fù)載提供穩(wěn)定的電源。這三個(gè)轉(zhuǎn)換器具有可調(diào)節(jié)的輸出電壓，能通過外部電阻進(jìn)行靈活設(shè)置。
• WLED驅(qū)動(dòng)器：通過一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器，可驅(qū)動(dòng)2至6個(gè)白光LED，并且具備串行步進(jìn)調(diào)光功能，能滿足不同的照明需求。

（二）智能電源選擇器

該芯片的Smart Power Selector?技術(shù)能夠充分利用AC - DC適配器或有限的USB電源。它可以獨(dú)立設(shè)置電池充電電流和輸入電流限制，當(dāng)系統(tǒng)未使用完輸入電源時(shí)，剩余的電源會(huì)用于給電池充電。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載峰值超過輸入電流限制時(shí)，電池會(huì)提供補(bǔ)充電流，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

二、產(chǎn)品特性

（一）高效性能

• 高轉(zhuǎn)換效率：降壓轉(zhuǎn)換器具有高達(dá)95%的峰值效率，能有效減少能量損耗，延長電池續(xù)航時(shí)間。
• 寬輸出范圍：輸出電壓精度在負(fù)載、線路和溫度變化時(shí)保持在±3%以內(nèi)，能為各種設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。

（二）全面保護(hù)

• 多重保護(hù)機(jī)制：具備短路、熱過載、輸入欠壓和過壓保護(hù)功能，確保芯片和設(shè)備在各種異常情況下的安全。
• 熱限制功能：當(dāng)芯片溫度過高時(shí)，會(huì)自動(dòng)降低電池充電速率，防止充電器過熱。

（三）靈活配置

• 可調(diào)節(jié)參數(shù)：電池充電電流、輸入電流限制、輸出電壓等參數(shù)均可通過外部電阻或邏輯輸入進(jìn)行靈活設(shè)置。
• 電源順序控制：MAX8819C提供了OUT1、OUT2和OUT3的順序上電/下電功能，方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（四）小尺寸設(shè)計(jì)

整個(gè)解決方案的尺寸小于90mm2，非常適合對空間要求嚴(yán)格的手持設(shè)備。

三、電氣特性

（一）電源輸入

• DC輸入：電壓范圍為4.1V至5.5V，可承受最高6V的電壓。通過DLIM1和DLIM2數(shù)字輸入可設(shè)置四種不同的電流限制，分別為1000mA、475mA、95mA和Suspend模式。
• SYS輸出：系統(tǒng)供電輸出，當(dāng)DC輸入有效且DLIM[1:2] ≠ 11時(shí)，Vsys被限制在4.35V（MAX8819A/MAX8819C）或5.3V（MAX8819B）。

（二）電池充電

• 充電模式：包括預(yù)充電、快速充電和頂充三個(gè)階段。當(dāng)電池電壓低于預(yù)充電閾值（3.0V）時(shí)，進(jìn)入預(yù)充電模式，以最大快速充電電流的10%進(jìn)行充電；當(dāng)電池電壓達(dá)到3.0V后，進(jìn)入快速充電模式，以最大充電電流進(jìn)行充電；當(dāng)充電電流降至最大快速充電電流的10%時(shí)，進(jìn)入頂充模式，持續(xù)33分鐘后充電停止。
• 充電參數(shù)設(shè)置：通過連接在CISET和GND之間的電阻RCISET可設(shè)置最大快速充電電流、預(yù)充電電流和頂充閾值。

（三）降壓轉(zhuǎn)換器（REG1、REG2、REG3）

• 輸出電流：REG1可為MAX8819A/MAX8819B提供400mA的輸出電流，為MAX8819C提供550mA的輸出電流；REG2和REG3為MAX8819A/MAX8819B提供300mA的輸出電流，為MAX8819C提供500mA的輸出電流。
• 控制模式：在輕負(fù)載時(shí)，降壓轉(zhuǎn)換器按需開關(guān)，提高輕載效率；在較高負(fù)載電流（約80mA）時(shí)，轉(zhuǎn)換為固定2MHz的開關(guān)模式。

（四）升壓轉(zhuǎn)換器（REG4）

• 工作范圍：輸入電壓范圍為2.6V至4.35V（MAX8819A/MAX8819C）或5.3V（MAX8819B），輸出電壓范圍為VSYS至24V。
• 調(diào)光控制：通過EN4輸入可對輸出電壓進(jìn)行32級線性調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對WLED的調(diào)光功能。

四、典型應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）典型應(yīng)用

這款芯片適用于多種手持設(shè)備，如MP3播放器、便攜式GPS設(shè)備、低功耗手持產(chǎn)品、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手持儀器和PDA等。

（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• PCB布局：良好的PCB布局對于芯片的性能至關(guān)重要。應(yīng)盡量減小LX_引腳的雜散電容，將FB_節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)離噪聲源，如電感。同時(shí)，要使用短而寬的走線來處理高電流和不連續(xù)電流路徑，將降壓轉(zhuǎn)換器的輸入旁路電容盡可能靠近PV_和PG_引腳放置，以減小動(dòng)態(tài)開關(guān)電流形成的環(huán)路面積。
• 元件選擇：
  • 電感：降壓轉(zhuǎn)換器建議選擇4.7μH的電感，飽和電流要求不低于700mA；升壓轉(zhuǎn)換器建議選擇10μH的電感，飽和電流最好超過700mA，直流電阻小于300mΩ。
  • 電容：輸入電容應(yīng)選擇陶瓷電容，以滿足降壓轉(zhuǎn)換器的輸入紋波電流要求，同時(shí)要保證電容在溫度和直流偏置下能保持穩(wěn)定的電容值；輸出電容應(yīng)選擇低ESR和低高頻阻抗的電容，如陶瓷、聚合物或鉭電容。
  • 二極管：升壓轉(zhuǎn)換器的二極管應(yīng)選擇能夠支持1MHz開關(guān)頻率的快速二極管，如肖特基二極管，其峰值電流額定值應(yīng)匹配或超過700mA，平均電流額定值應(yīng)匹配或超過輸出電流，反向擊穿電壓應(yīng)超過轉(zhuǎn)換器輸出到地的電壓。

五、總結(jié)

MAX8819A/MAX8819B/MAX8819C系列PMIC以其集成度高、性能優(yōu)異、保護(hù)功能全面和配置靈活等特點(diǎn)，為手持設(shè)備的電源管理提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。電子工程師在設(shè)計(jì)手持設(shè)備時(shí)，可以充分利用這款芯片的特性，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源管理，從而提升產(chǎn)品的整體性能和競爭力。大家在實(shí)際應(yīng)用過程中，還有哪些疑問或者獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎一起交流探討。