MAX8672：智能設(shè)備備用電池的理想管理方案

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，備用電池管理是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到設(shè)備在主電源故障時(shí)能否正常運(yùn)行。今天，我們就來(lái)深入探討一下Maxim推出的MAX8672——一款專(zhuān)為智能設(shè)備備用電池設(shè)計(jì)的完整電源管理IC。

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一、MAX8672概述

MAX8672是一款功能強(qiáng)大的備用電池管理IC，適用于PDA、掌上電腦、無(wú)線手持設(shè)備和智能手機(jī)等智能設(shè)備。它具備可編程的電池充電和主系統(tǒng)備份功能，集成了1 - 2節(jié)鎳氫（NiMH）備用電池充電器，以及低靜態(tài)電流同步整流升壓轉(zhuǎn)換器和LDO，能在系統(tǒng)備份期間提供高達(dá)20mA的電流。

二、關(guān)鍵特性剖析

1. 充電功能

• 可編程充電電流：充電電流范圍為0.1mA - 20mA，可通過(guò)連接電阻到CHGI引腳進(jìn)行編程，滿足不同電池的充電需求。
• 直流涓流充電模式：有助于延長(zhǎng)電池使用壽命，涓流充電電流可通過(guò)連接電阻到TRKI引腳在0.1mA - 1mA范圍內(nèi)編程。
• 深度恢復(fù)充電：能夠恢復(fù)電壓低于1V的電池，當(dāng)電池電壓低于VBATT(DR)閾值時(shí)，DR引腳會(huì)提供額外的充電電流。

2. 電壓管理

• 可編程充電電壓限制和電池欠壓鎖定（UVLO）：充電電壓限制（VBATT(CHG)）可通過(guò)連接電阻到CHGV引腳在1.5V - 3.0V范圍內(nèi)編程，UVLO閾值（VBATT(UV)）可通過(guò)連接電阻到UV引腳在0.8V - 3.5V范圍內(nèi)編程，有效防止電池過(guò)度放電。
• LDO輸出電壓可調(diào)：LDO輸出電壓可在1.5V - 3.05V之間調(diào)節(jié)，通過(guò)外部電阻實(shí)現(xiàn)編程。

3. 其他特性

• 反向電流阻斷：BATT、LDO和升壓轉(zhuǎn)換器輸出均具備反向電流阻斷功能，無(wú)需額外的二極管。
• 低電池漏電：關(guān)閉時(shí)電池漏電電流小于50nA，有效節(jié)省電池電量。
• 熱敏電阻感應(yīng)：可根據(jù)溫度情況禁用標(biāo)準(zhǔn)充電，防止電池在過(guò)熱或過(guò)冷的情況下充電。

三、工作模式詳解

1. 系統(tǒng)激活/充電模式

當(dāng)輸入電壓VIN大于2.7V且大于電池電壓VBATT，同時(shí)升壓輸出電壓VBST大于2.35V時(shí)，電池開(kāi)始充電，LDO和BST處于激活狀態(tài)，可用于系統(tǒng)備份。充電和系統(tǒng)備份是相互獨(dú)立的功能。

2. 備份模式

當(dāng)系統(tǒng)電源電壓低于編程的輸出電壓時(shí)，BST和LDO會(huì)維持其輸出電壓，由電池供電。此時(shí)，電池充電停止，但這并非備份模式的必要條件。

3. 關(guān)閉模式

當(dāng)電池電壓低于UVLO閾值（VBATT(UV)）且VIN無(wú)效時(shí)，IC關(guān)閉，所有輸出被鎖定。只有當(dāng)VBATT恢復(fù)到VBATT(UV)以上，且VIN和VBST均有效時(shí)，充電才會(huì)恢復(fù)。在此模式下，電池電流消耗可忽略不計(jì)（漏電小于50nA）。

四、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算

1. 充電電壓限制電阻計(jì)算

[R{CHGV}=frac{V{BATT(CHG)}}{52.265 × 10^{-6}}] 其中，(R{CHGV})為連接在CHGV和GND之間的電阻，(V{BATT(CHG)})為充電電壓限制。

2. 標(biāo)準(zhǔn)充電電流電阻計(jì)算

[R{CHGI}(k Omega)=frac{100}{I{BATT(CHG)(mA)}}] 其中，(R{CHGI})為連接在CHGI和GND之間的電阻，(I{BATT(CHG)})為標(biāo)準(zhǔn)充電電流。

3. 涓流充電電流電阻計(jì)算

[R{TRKI}(k Omega)=frac{100}{I{BATT(TRK)(mA)}}] 其中，(R{TRKI})為連接在TRKI和GND之間的電阻，(I{BATT(TRK)})為涓流充電電流。

4. 電池欠壓鎖定電阻計(jì)算

[R{UV}=frac{V{BATT(UV)}}{16 × 10^{-6}}] 其中，(R{UV})為連接在UV和GND之間的電阻，(V{BATT(UV)})為電池欠壓鎖定閾值。

五、應(yīng)用電路與布局建議

1. 典型應(yīng)用電路

對(duì)于2節(jié)NiMH電池應(yīng)用，典型應(yīng)用電路中最大充電電壓編程為3.0V，UVLO閾值設(shè)置為1.6V，LDO輸出電壓為1.75V。標(biāo)準(zhǔn)充電提供2mA的充電電流，涓流充電提供500μA的充電電流。同時(shí)，通過(guò)在熱敏電阻上串聯(lián)7.5kΩ電阻，可將熱溫度閾值設(shè)置為+50°C，冷溫度閾值設(shè)置為 - 0.6°C。

2. 布局指南

• 確保C2（IN輸入電容）、C3（BATT輸入電容）、C4（BST旁路電容）和C5（LDO輸出電容）盡可能靠近IC放置，以減少接地反彈和噪聲。
• 避免使用過(guò)孔連接C3或C4到其相應(yīng)引腳或GND，C3和C4的接地應(yīng)相鄰，并作為星型接地。
• 所有其他接地應(yīng)連接到星型接地，將EP連接到底層接地平面，再將接地平面連接到星型接地。
• IN、BATT、BST和LDO走線應(yīng)盡可能寬，以減小電感。

六、總結(jié)

MAX8672以其豐富的功能和靈活的編程特性，為智能設(shè)備的備用電池管理提供了一個(gè)全面的解決方案。通過(guò)合理的參數(shù)設(shè)置和精心的布局設(shè)計(jì)，工程師可以充分發(fā)揮其性能，確保設(shè)備在各種情況下都能穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，你是否遇到過(guò)類(lèi)似備用電池管理的挑戰(zhàn)？你又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。