雙電池系統(tǒng)電源選擇器MAX1773/1773A

摘要：MAX1773/1773A是用于雙電池系統(tǒng)的電源選擇器，它允許外部控制器去管理雙電池組、適配器輸入、電池充電器和系統(tǒng)負(fù)載所需的電源連接。文中介紹了MAX1773/1773A的特點(diǎn)、引腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，給出了MAX1773/1773A的典型工作電路。

    關(guān)鍵詞：MAX1773/1773A  雙電池系統(tǒng)  電源選擇器

1 概述

MAX1773/1773A是用于雙電池系統(tǒng)的電源選擇器，是為筆記本和亞筆記本電腦、PDA、便攜式終端、網(wǎng)絡(luò)圖形輸入板（tablet）及雙電池便攜式設(shè)備而專門設(shè)計(jì)的。MAX1773/1773A的主要特點(diǎn)如下：

●采用獲得專利的7—MOSFET拓?fù)浼夹g(shù)，降低系統(tǒng)成本；(范文先生網(wǎng)www.gymyzhishaji.com收集整理)

●可自動(dòng)檢測(cè)和響應(yīng)低電源電壓、電池嵌入和移出及AC適配器的出現(xiàn)等；

●可直接驅(qū)動(dòng)P溝道MOSFET；

●帶有簡(jiǎn)化的電源管理μP固件（firmware）；

●允許電源管理μP進(jìn)入待機(jī)模式，從而延長(zhǎng)電源壽命；

●AC適配器輸入電壓范圍為4.75～28V；

●內(nèi)含1mA驅(qū)動(dòng)能力的LDO穩(wěn)壓器；

●采用小尺寸20引腳TSSOP封裝。

2 引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

MAX1773/1773A的引腳排列如圖1所示，各引腳功能如表1所列。

表1 MAX1773/1773A的引腳功能

引  腳 名    稱

功       能

1 BATA 電池A連接端 2 THMA 熱敏電阻A輸入端 3 CHGA 到電池A的充電通路MOSFET的開(kāi)漏柵極驅(qū)動(dòng)器 4 DISA 到電池A的放電通路MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)器，可在VEXTLD到VEXTLD～9.5V間切換 5 COMA 到電池A的通路MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器，可在VEXTLD到VEXTLD～9.5V轉(zhuǎn)換 6 GND 地 7 MINV 最小工作電壓設(shè)置點(diǎn)，電池電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備點(diǎn)是5VMINV 8 EXTLD 連接外部負(fù)載，與PDS、DISA和DISB腳MOSFET的源極連接 9 PDS AC適配器MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)器 10 ACDET AC適配器檢測(cè)輸入端 11 BATSTAT 開(kāi)漏電池狀態(tài)輸出，用一支上拉電阻連接到系統(tǒng)邏輯電源 12 ACPRES 開(kāi)漏AC存在輸出，用一支上拉電阻連接到系統(tǒng)邏輯電源 13 BATSEL 電池選擇數(shù)字輸入端，用于選擇為哪一只電池充電或放電 14 TCOM 設(shè)置外部熱敏電阻解扣點(diǎn)，用于為檢測(cè)電池的存在而設(shè)置的熱敏電阻的電壓電平 15 VDD 線性穩(wěn)壓器輸出端 16 COMB 到電池B的通路MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)器，可在VBATB到VBATB～9.5V轉(zhuǎn)換 17 DISB 到電池B的放電通路MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器，可在VEXTLD到VEXTLD～9.5V間轉(zhuǎn)換 18 CHGB 到電池B的充電通路MOSFET開(kāi)漏柵極驅(qū)動(dòng)器 19 THMB 熱敏電阻B輸入端 20 BATB 電池B連接端

圖2是MAX1773/1773A的內(nèi)部電路組成。

3 應(yīng)用電路與工作原理

MAX1773/1773A的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路如圖3所示。

該電路的功能原理如下：

3.1 電池檢測(cè)

MAX1773/1773A通過(guò)檢測(cè)電池?zé)崦綦娮璧碾妷篤THM來(lái)確定電池的存在。器件將該電壓與熱敏電阻解扣點(diǎn)VTCOMP相比較，如果VTHM-<VTCOMP，則認(rèn)為電池存在。反之則認(rèn)為電池未出現(xiàn)，不對(duì)其進(jìn)行充/放電。

圖2

    3.2 工作模式

MAX1773/1773A可提供三種工作模式，即AC適配器狀態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)電池狀態(tài)和啟動(dòng)狀態(tài)。

（1）AC適配器狀態(tài)

MAX1773/1773A通過(guò)感測(cè)腳ACDET上的電壓來(lái)檢測(cè)AC適配器的存在。當(dāng)VACDET超過(guò)電池電壓或達(dá)到4.75V時(shí)，IC將利用AC適配器對(duì)負(fù)載加電。若選擇的電池存在，IC則連接到所選擇電池的充電通路。AC適配器狀態(tài)如表2所列。

表2 AC適配器狀態(tài)

腳BATSEL 電池A 電池B 腳BATSTAT 連接情況 0 存在 × 0 AC適配器連接到負(fù)載，電池A的充電通路連接 0 不存在 × 1 AC適配器連接到負(fù)載 1 × 存在 1 AC適配器連接到負(fù)載，電池B的充電通路連接 1 × 不存在 0 AC適配器連接到負(fù)載

表2中，X為不關(guān)心情況，電池存在時(shí)VTHM<VTCOMP；電池不存在時(shí)，VTHM>VTCOMP,ACPRES=0

（2）標(biāo)準(zhǔn)電池狀態(tài)

當(dāng)AC適配器電源不存在時(shí)，MAX1773/1773A可利用電池對(duì)負(fù)載供電，ATSEL允許一個(gè)外部控制器去選擇電池。表3列出了通�？刂撇僮飨碌暮�(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)電池狀態(tài)。而且電池切換鎖存、低電池電壓鎖定和放電電池鎖定均支持該狀態(tài)表。

表3 簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)電池狀態(tài)（不帶鎖定）

腳BATSEL 電池A 腳VBATA 電池B 腳VBATB 腳BATSTAT 連接情況 0 存在 >5VMINV × × 0 電池A連接到負(fù)載 × 存在 >5VMINV 不存 × 0 電池A連接到負(fù)載 × 存在 >5VMINV × <5VMINV 0 電池A連接到負(fù)載 × × <5VMINV 存在 >5VMINV 1 電池B連接到負(fù)載 × 不存在 × 存在 >5VMINV 1 電池B連接到負(fù)載 1 × × 存在 >5VMINV 1 電池B連接到負(fù)載

（3）啟動(dòng)狀態(tài)

當(dāng)VACDET在啟動(dòng)升高時(shí)，即在沒(méi)有AC適配器的情況下而由電池對(duì)MAX1773/1773A加電時(shí)，IC處于啟動(dòng)狀態(tài)（如表4所列）。一旦VACDET升至2.2V以上，器件將進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)電池或AC適配器狀態(tài)。

表4 啟動(dòng)狀態(tài)

VBATA VBATA 電池A 電池B 連接情況 >5VMINV × 存在 × 電池A連接到負(fù)載 <5VMINV >5VMINV 存在 存在 電池B連接到負(fù)載 × >5VMINV 不存在 存在 電池B連接到負(fù)載 × × 不存在 不存在 不連接 <5VMINV <5VMINV × × 不連接 <5VMINV × × 不存在 不連接 × <5VMINV 不存在 × 不連接

3.3 典型操作

圖4所示是利用MAX1773/1773A、兩個(gè)3-cell鋰電池組和一個(gè)20V AC適配器組成的系統(tǒng)的充/放電周期圖，開(kāi)始時(shí)，當(dāng)AC適配器加電后，由于沒(méi)有電池并且選電池A，此時(shí)BATSTAT=BATSEL=I，表明電池A不出現(xiàn)且不能連接電池A的充電通路。如果外部控制器輪詢（polled），BATSTAT將回復(fù)到BATSEL（0），表明電池B不存在。

當(dāng)t=t1時(shí)，電池A被嵌入，MAX1773/1773A連接電池A的充電通路。為指示電池A出現(xiàn)，BATSTAT變化到BATSEL（0）。

t=t2時(shí)，電池B被嵌入，BATSTAT狀態(tài)不改變，表明電池A存在。

t=t3時(shí)，AC適配器撤除，MAX1773/1773A自動(dòng)斷開(kāi)電池A的放電通路。ACPRES變?yōu)?，表明AC適配器不存在。BATSTAT=BATSEL（0）表明電池A存在并對(duì)負(fù)載加電。在t3與t4之間，電池A放電。

t=t4時(shí)，電池A的電壓降至5VMIN以下，IC將自動(dòng)斷開(kāi)電池A的放電通路并連接至電池B的放電通路。此時(shí)BATSTAT變?yōu)锽ATSEL（1），表明電池A不再給負(fù)載供電。

t=t5時(shí)，BATSTAT變?yōu)楦咭允雇獠靠刂破髂軌虿蹲降組AX1773/1773A，同時(shí)改變BATSEL使BATSTAT停留在1，以表示電池B存在并給負(fù)載供電。

t=t6時(shí)，電池B降至5VMINV以下，MAX1773/1773A自動(dòng)斷開(kāi)電池B的放電通路。同時(shí)連接至電池A的放電通路。BATSTAT變化到BATSEL（0），表明電池B不再供應(yīng)負(fù)載。此時(shí)，外部控制器發(fā)出一個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉命令，電源電流急劇降低。

t=t7時(shí)，AC適配器重新連接到系統(tǒng)。MAX1773/1773A自動(dòng)斷開(kāi)電池A的放電通路，并連接到AC適配器的負(fù)載通路（PDS開(kāi)關(guān)），同時(shí)還連接電池B的充電通路。此刻BATSTAT變?yōu)锽ATSEL（1），表明電池B存在；ACPRES變?yōu)?，則表明AC適配器也存在。

圖3

    t=t8時(shí)，外部控制器識(shí)別電池B充電，并且將BATSEL變化到電池A。BATSTAT變?yōu)锽ATSEL（0），表明電池A存在。

t9之后，電池完全被充電，系統(tǒng)開(kāi)始為另一個(gè)周期作準(zhǔn)備。

3.4 MAX1773/1773A的差別

（1）PDS FET開(kāi)關(guān)

MAX1773：如果電池B（A）被選擇但不存在，并且電池A（B）嵌入但電壓低于5VMINV，此時(shí)若接入適配器，腳PDS外部的MOSFET（PDS FET）不導(dǎo)通；MAX1773A：當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，PDS FET被使能導(dǎo)通。

（2）選擇的電池存在但欠壓

MAX1773在選擇的電池存在但電壓低于5VMINV時(shí)，如在未選擇的插槽（slot）中插入電壓高于5VMINV的電池，那么，在TCOMP腳變?yōu)楦唠娖胶螅�如果未選擇電池的THMA或THMB腳有效，MAX1773將不能使未選擇的電池放電。

MAX1773A由于THMA或THMB及TCOMP引腳變?yōu)槭鼓懿⒉恢匾�，因此，MAX1773A不會(huì)遭遇MAX1773的情況。

圖4

    （3）當(dāng)適配器撤除時(shí)，切換到未選擇的電池

MAX1773：當(dāng)選擇的電池存在并低于5VMINV而未選擇的電池存在但高于5VMINV時(shí)，未選擇電池的放電通路使能。爾后，如果施加AC適配器，則被選擇電池的充電通路使能。而當(dāng)AC適配器移開(kāi)時(shí)，MAX1773不能切換到未選擇的電池。

MAX1773A：在上述情況中，當(dāng)AC適配器移開(kāi)時(shí)，可能發(fā)生三種情況：第一是充電器獲得輸入電流限制條件，充電器電流減小到零時(shí)），此時(shí)在AC適配器移開(kāi)時(shí)，允許未選擇的電池放電；第二是充電器存在并對(duì)選擇的電池充電；第三是充電器對(duì)所選擇的電池充電，但在電池被充分充電之前仍支持系統(tǒng)負(fù)載，此時(shí)AC適配器將被移開(kāi)而不允許未選擇電池放電。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用BiMOS工藝并集成了5245個(gè)晶體管的MAX1773和MAX1773A可用來(lái)為多電源系統(tǒng)提供控制邏輯以驅(qū)動(dòng)外部P溝道MOSFET，從而使AC適配器和雙電池組能夠選擇充電和放電，同時(shí)可基于電源的出現(xiàn)和電池狀態(tài)來(lái)選擇電池電壓的情況。

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