简化通用充电器和系统电源设计的新型IC

中文word文档库,海量word文档免费下载本文由【中文word文档库】搜集整理。中文word文档库免费提供海量教学资料、行业资料、范文模板、应用文书、考试学习和社会经济等word文档简化通用充电器和系统电源设计的新型ICMaxim应用工程师金国锋---摘要：MAX1501是一个高度集成的线性单节Li电池和三节NiMH/NiCd电池的充电管理芯片，其灵活的工作模式和充电电流设置使其能应用于各种场合，并简化了充电和供电电路的设计。其内置的温控功能，定时器功能进一步简化和强化了系统安全性能的设计。

---不同用户对同类产品常常有不同的要求，特别是做ODM设计，尽量使一个产品符合多方面的需求，在交付给不同用户时无需重新设计，将对降低设计成本和生产成本都有好处。目前的便携产品和正在悄然兴起的无线公话、无线商务电话都需要电池供电或作为备用电源。从使用情况来看，锂电池、镍氢电池、镍镉电池是三种主要的充电电池。如何设计一个电路同时满足三种电池的快速充电，并且还要严格控制成本，是设计人员所要面对的一个问题。特别是一些产品，比如无线商务电话，要求当电池不在的时候，外部电源适配器能够有效工作。

---我们知道GSM或CDMA模块对输入电源有严格的要求，一是输入电压不能超过模块内部LDO的最高耐压，二是模块中的射频功放一般直接由输入电压供电，当电池不在的时候，外接适配器的电压远远高于电池电压，这会造成射频功放工作不正常。一种解决办法是增加一个大电流的LDO，如图1(a)所示，这样既增加了费用，又增加了电路复杂性，对外接电源适配器的容量也提出了更高的要求，它要同时满足系统供电和电池充电的电流要求。从成本出发，我们更愿意采用图1(b)的电路来同时完成充电和系统供电。MAX1501是新一代的线性充电管理芯片，采用MAX1501可以很容易地解决和简化设计中碰到的问题。

---一、采用多种电池

---MAX1501可以设置成单节锂电池充电控制器，也可以设置成三节串联镍镉或镍氢电池充电控制器，同时它又可以充当LDO使用，其最大的充电电流或稳压器输出电流可以由外部引脚设定，图2是它的典型应用电路。表1列出了MAX1501的四种工作模式。当没有电池时，MAX1501的LDO模式的输出电压为3.7～4.2V之间，正好与Li电池的工作电压相同，输出电流可高达1.4A，可以满足绝大多数设备的应用。使用不同的电池时，由MCU输出高低电平或直接用外置开关来设置MAX1501的工作模式。二、延长电池寿命

---在一般的设计中，从电池的安全性和设计难易程度出发，电池的最大充电电流一般设为C/2，因此如果采用1200mAh的电池，充电电流为600mA。但是系统工作时，瞬间电流需求可能远大于充电电流。比如无线电话机采用GSM制式时，GSM模块在发射的时隙内电流可能高达1.5A，此时势必要从电池内取电，造成电池电压的跌落。而在系统不工作时，电池由于在工作时消耗电量导致电压下降，此时充电器又会对电池进行充电，因此即使一直由外接电源供电，内置的备用电池仍然在充放电，这将大大缩短电池的寿命。如果一个无线商务电话里的备用电池一年要更换，相信任何一个用户会觉得这是一笔不小的开支，因此如何延长电池的寿命也是一个需要考虑的问题。提高充电器的充电电流（即它的最大输出电流）是一个解决办法。MAX1501在设置充电电流方面有很大的灵活性，在第一次C/2充电完成后，增大设定的充电电流值，比如1200mA，这样，在大部分情况下，备用电池在有外接电源的情况下无需对外放电。最大限度地减少了电池的充放次数，延长了电池的寿命。三、芯核温控简化了热保护设计

---作为线性而非开关式的充电控制器，控制器本身要承担很大的热耗散P=(Vin-Vout)*Ichg，在环境温度过高或充电电流较大时，控制器的温度就会很高，一般的控制器只是设定了一个高温保护点，比如130℃，超过该温度后就终止充电。MAX1501不同，它内部有温控功能，被控温度点可以由外部引脚设定，在温度上升到设定的温度时，MAX1501自动降低充电电流以达到热平衡，而不是简单地停止，做到了既不中断充电，又不会使IC高温烧毁。四、内部定时器进一步提高了安全性

与其他只有一个关断控制的充电IC不同，MAX1501内置了一个定时器，如果没有定时器，MCU必须监测电池的充电状况，随时关闭充电以防止过充等情况的发生，但是如果MCU程序失误或死机，这种情况不能避免。有了内部定时器后，就像MCU有了watchdog一样，在定时时间到达后，MAX1501将终止充电，在正常情况下，MCU通过CHGEN引脚发送重起脉冲使MAX1501一直处于充电状态给系统供电，如果MCU出故障了，MAX1501的定时器就不会被MCU清