MAX1773/MAX1773A：雙電池系統(tǒng)電源選擇器的全面解析

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，雙電池系統(tǒng)的電源選擇與管理一直是一個(gè)關(guān)鍵且具有挑戰(zhàn)性的問題。今天，我們就來深入探討一下Maxim Integrated推出的MAX1773/MAX1773A電源選擇器，看看它是如何解決雙電池系統(tǒng)中的電源控制難題的。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1773/MAX1773A是高度集成的IC，作為多電源系統(tǒng)的控制邏輯核心。它能夠直接驅(qū)動(dòng)外部P溝道MOSFET，依據(jù)電源的存在情況和電池狀態(tài)，從交流適配器和雙電池源中進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)充電和放電操作。其內(nèi)部集成了模擬比較器，可檢測電池的低電量狀況，并通過電池?zé)崦?a target="_blank">電阻輸出判斷電池是否存在。

推薦選擇

對(duì)于新設(shè)計(jì)，推薦使用MAX1773A。

二、產(chǎn)品優(yōu)勢與特性

1. 專利拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

采用專利的7 - MOSFET拓?fù)?，提供低成本解決方案，能夠自動(dòng)檢測并響應(yīng)多種情況，如低電池電壓、電池插拔、交流適配器接入等。

2. 直接驅(qū)動(dòng)能力

可直接驅(qū)動(dòng)P溝道MOSFET，簡化了電源管理微處理器（μP）的固件開發(fā)。

3. 延長電池壽命

允許電源管理μP進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，從而延長電池使用壽命。

4. 寬輸入電壓范圍

支持4.75V至28V的交流適配器輸入電壓范圍。

5. 集成LDO

具備1mA驅(qū)動(dòng)能力的集成LDO。

6. 小封裝設(shè)計(jì)

采用20引腳TSSOP小尺寸封裝，節(jié)省電路板空間。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該產(chǎn)品適用于多種設(shè)備，包括筆記本和亞筆記本電腦、PDA和手持終端、互聯(lián)網(wǎng)平板電腦以及雙電池便攜式設(shè)備等。

四、電氣特性

1. 絕對(duì)最大額定值

涵蓋了各個(gè)引腳的電壓、電流、功率等參數(shù)的極限值，如VBATA、VBATB、VCOMA等引腳的電壓范圍，以及連續(xù)電流、功耗、工作溫度、存儲(chǔ)溫度等限制。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵守這些額定值，以避免對(duì)器件造成永久性損壞。

2. 電氣參數(shù)

詳細(xì)列出了各種參數(shù)的最小值、典型值和最大值，包括電源電壓范圍、靜態(tài)電流、線性調(diào)節(jié)器輸出電壓、比較器參數(shù)、門驅(qū)動(dòng)器參數(shù)、狀態(tài)輸出參數(shù)以及過渡時(shí)間等。這些參數(shù)為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了精確的參考依據(jù)。

五、工作模式

1. 啟動(dòng)狀態(tài)模式

當(dāng)無交流適配器且最初由電池供電時(shí)，該模式發(fā)揮作用。根據(jù)電池電壓和電池存在情況，確定連接到負(fù)載的電池。

2. 交流適配器狀態(tài)模式

通過檢測ACDET引腳的電壓來判斷交流適配器是否存在。當(dāng)VACDET超過電池電壓和4.75V時(shí)，使用交流適配器為負(fù)載供電，并在選定電池存在時(shí)連接其充電路徑。

3. 標(biāo)準(zhǔn)電池狀態(tài)模式

在無交流適配器且EXTLD高于2.2V時(shí)，使用電池為負(fù)載供電。BATSEL引腳允許外部控制器選擇電池，同時(shí)還存在電池切換鎖存器、低電量鎖存器和放電電池鎖存器，以提供額外的功能和防止不必要的電池切換。

六、電池檢測

通過監(jiān)測電池的熱敏電阻電壓（VTHM）與熱敏電阻觸發(fā)點(diǎn)（VTCOMP）進(jìn)行比較，判斷電池是否存在。當(dāng)VTHM < VTCOMP時(shí)，認(rèn)為電池存在；反之則認(rèn)為電池不存在，不進(jìn)行充電或放電操作。

七、MOSFET驅(qū)動(dòng)

1. 主動(dòng)上拉驅(qū)動(dòng)

為了減少切換瞬態(tài)期間無電源連接到外部負(fù)載的時(shí)間，使用主動(dòng)上拉驅(qū)動(dòng)放電路徑（DIS）和公共路徑（COM）。在初始階段使用大電流驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電壓接近目標(biāo)值時(shí)，切換到較弱的驅(qū)動(dòng)來維持電壓。

2. 防止直通

在從一個(gè)電池放電切換到另一個(gè)電池放電時(shí)，防止電池之間的直通現(xiàn)象。只有在檢測到第一個(gè)電池與EXTLD斷開連接后，才會(huì)連接第二個(gè)電池到EXTLD。

3. PDS和CHG_驅(qū)動(dòng)

不限制施加到PDS PMOSFET的柵源電壓，其最小VGS由PDS灌電流和外部電阻決定；使用開集電極驅(qū)動(dòng)打開充電路徑，需合理選擇上拉電阻值，以確?？焖匍_啟PMOS FET并滿足VGS要求。

八、VDD調(diào)節(jié)器

內(nèi)部集成線性調(diào)節(jié)器，輸出電壓標(biāo)稱值為3.3V。不用于為外部電路供電時(shí)，使用0.33μF陶瓷電容旁路；為外部負(fù)載提供高達(dá)1mA電流時(shí)，使用3.3μF鉭電容旁路。

九、應(yīng)用信息

1. 負(fù)載切換瞬態(tài)

電源切換時(shí)會(huì)在負(fù)載上產(chǎn)生瞬態(tài)電壓（ΔVEXTLD），可通過負(fù)載電容（CEXTLD）進(jìn)行最小化。瞬態(tài)電壓可近似為： [Delta V{EXTLD }=frac{i{EXLTLD } × t{SWITCHOVER }}{C{EXTLD }}] 其中，tSWITCHOVER取決于電池電壓下降情況，可能由電池切換延遲、電池動(dòng)作延遲或熱敏電阻動(dòng)作延遲等組成。

2. 電源切換瞬態(tài)

突然切換電源時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流瞬態(tài)，峰值電流可近似為： [P K=frac{Delta V{EXTLOAD }}{R{SOURCE }+R{SWITCH }+R{ESR}}] 瞬態(tài)持續(xù)時(shí)間由電源電阻、開關(guān)電阻、等效串聯(lián)電阻和輸出電容決定。

十、典型操作示例

通過一個(gè)典型的充放電循環(huán)示例，展示了在不同時(shí)間點(diǎn)，如插入電池、移除交流適配器、電池電壓下降等情況下，MAX1773/MAX1773A如何自動(dòng)切換電源路徑和更新狀態(tài)輸出。

十一、設(shè)計(jì)建議

1. 功率MOSFET選擇

選擇具有低VGS閾值（邏輯電平FET）和低RDS(ON)的PMOS FET，并確保其VDS和VGS額定值滿足電路要求。推薦的制造商包括Fairchild、IR和Siliconix等。

2. 布局指南

由于該產(chǎn)品不使用快速開關(guān)時(shí)間或高頻，布局要求相對(duì)較低。應(yīng)保持外部PMOS FET的柵極連接短，以減少電容耦合、降低寄生電感并確保穩(wěn)定性；同時(shí)，盡量縮短電源路徑長度，以降低路徑電阻。

十二、總結(jié)

MAX1773/MAX1773A為雙電池系統(tǒng)的電源管理提供了一個(gè)全面、高效且可靠的解決方案。其豐富的功能和良好的電氣特性，能夠滿足多種應(yīng)用場景的需求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)具體需求，合理運(yùn)用這些特性，優(yōu)化電源管理電路的性能。大家在使用過程中，是否遇到過類似產(chǎn)品在電源切換時(shí)的一些特殊問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。