MAX8934A - MAX8934E：雙輸入線性充電器的技術剖析

在電子設備的電源管理領域，充電器的性能至關重要。Maxim Integrated推出的MAX8934A - MAX8934E系列雙輸入線性充電器，憑借其先進的功能和特性，為便攜式設備的電源管理提供了優秀的解決方案。今天，我們就來深入剖析這款充電器的技術細節。

文件下載：MAX8934A.pdf

產品概述

MAX8934A - MAX8934E系列是具備智能電源選擇器的雙輸入Li+/Li - Poly線性電池充電器，能依據JEITA建議安全地為單節Li+/Li - Poly電池充電。在充電過程中，它會監測電池溫度（TBATT），并根據溫度變化自動調整快充電流和充電終止電壓。同時，在電池放電時也會監測溫度，若電池過熱，會向系統發出警告標志（OT）。此外，還支持兩種安全配置文件。其超低IQ、常開的LDO能為系統電源提供額外的3.3V電源。

關鍵特性

智能電源選擇與輸入靈活性

• 電源輸入方式多樣：該系列充電器既可以使用USB和AC適配器分別作為輸入電源，也可以使用單個輸入同時接受兩者。充電和在電池與外部電源之間切換負載的所有電源開關都集成在芯片上，無需外部MOSFET。
• 智能電源分配：智能電源選擇器能充分利用有限的USB或適配器電源。輸入電流限制和電池充電電流限制可獨立設置，系統未使用的輸入功率會用于給電池充電。不同型號的USB輸入電流限制有所不同，如MAX8934A/MAX8934B/MAX8934C/MAX8934E的USB輸入電流可設置為100mA或500mA，而MAX8934D的USB輸入電流最大可達1.5A。同時，能自動進行輸入選擇，將系統負載從電池切換到外部電源。

先進的電池溫度監測

• 自動調整充電參數：嚴格遵循JEITA建議，在充電和放電過程中實時監測電池溫度。根據溫度變化，自動調整快充電流和充電終止電壓，確保電池充電安全。
• 過熱警告功能：當電池溫度超過設定閾值時，OT標志會向系統發出警告，提醒系統采取相應措施，避免電池過熱帶來的安全隱患。

其他實用特性

• 多種保護功能：具備過壓保護（OVP）、開漏充電狀態和故障輸出、電源正常監測、充電定時器以及電池熱敏電阻監測等功能。此外，片上熱限制功能可降低電池充電速率，防止充電器過熱。
• 穩定的輸出電壓：MAX8934A提供5.3V的SYS輸出電壓，而MAX8934B - MAX8934E提供4.35V的SYS輸出電壓，能滿足不同系統的電源需求。

電氣特性分析

輸入調節器特性

• DC - to - SYS預調節器：DC工作電壓范圍為4.1V - 6.6V，能承受一定的過壓和欠壓情況。DC的欠壓閾值和過壓閾值分別有明確的規定，且工作電源電流和暫停電流也在合理范圍內。同時，DC到SYS的導通電阻和降壓電壓等參數也保證了電源傳輸的效率和穩定性。
• USB - to - SYS預調節器：USB工作電壓范圍同樣為4.1V - 6.6V，具備與DC - to - SYS預調節器類似的特性，如欠壓和過壓閾值、暫停電流、導通電阻和降壓電壓等，確保USB輸入電源的穩定傳輸。

電池充電器特性

• 充電參數設置：BATT - to - SYS導通電阻較小，能有效減少能量損耗。電池調節電壓在不同的安全區域和溫度條件下有不同的設置，以保證電池充電的安全性和效率。快充電流范圍為0.3A - 1.5A，可通過ISET電阻進行設置。
• 充電過程控制：充電過程包括預充電、快充和頂充等階段。預充電閾值為2.9V - 3.1V，當電池電壓達到該閾值后進入快充階段。快充電流根據ISET電阻設置，當充電電流下降到快充電流的10%時，進入頂充階段，頂充時間因型號而異，MAX8934A/MAX8934C/MAX8934E為15s，MAX8934B/MAX8934D為60min。

熱敏電阻監測特性

• 溫度閾值設置：根據不同的熱敏電阻Beta值（如3477和3964），設置了多個溫度閾值，包括冷態無充電閾值（T1）、冷態閾值（T2）、熱態閾值（T3）、熱態無充電閾值（T4）和熱態過溫閾值（TOT）。當電池溫度超出這些閾值范圍時，充電器會采取相應的措施，如暫停充電、降低充電電流等。
• 溫度監測應用：通過連接外部負溫度系數（NTC）熱敏電阻到THM輸入，可實時監測電池或系統溫度。熱敏電阻監測電路采用外部偏置電阻，可使用任意阻值的熱敏電阻，只要RTHMSW的值與熱敏電阻在+25°C時的阻值相等即可。

典型應用電路與設計要點

典型應用電路

文檔中給出了兩種典型應用電路，一種是使用單獨的DC和USB連接器，另一種是使用5 - pin USB連接器或其他DC/USB通用連接器。這些電路展示了如何正確連接各個引腳和外部組件，以實現充電器的正常工作。

設計要點

• 引腳連接：詳細介紹了各個引腳的功能和連接方法，如DC引腳用于連接AC適配器或USB輸入，CEN引腳用于控制充電器的開啟和關閉，ISET引腳用于設置快充電流等。
• 外部組件選擇：列出了外部組件的清單，包括電容、電阻和熱敏電阻等，并給出了推薦的型號和參數。這些組件的選擇對于充電器的性能和穩定性至關重要。
• PCB布局和布線：良好的PCB布局和布線能減少接地反彈和電壓梯度，提高充電器的性能。建議GND引腳只在一點連接到電源接地平面，電池接地直接連接到電源接地平面，輸入電容應盡可能靠近芯片放置，高電流走線應盡量短而寬。

總結

MAX8934A - MAX8934E系列雙輸入線性充電器以其智能電源選擇、先進的電池溫度監測和豐富的保護功能，為便攜式設備的電源管理提供了可靠的解決方案。在實際設計中，電子工程師可以根據具體需求選擇合適的型號，并按照設計要點進行電路設計和PCB布局，以充分發揮該系列充電器的性能優勢。你在使用這款充電器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。