集成调整器和电源开关的双输入充电器简化系统设计解析

便携电子系统的特点是低成本、小尺寸、轻便。当设计一个充电系统且需要对板上系统供电时，采用电源管理ICMAX8671X可以方便地实现上述功能特点。MAX8671X管理充电时可以从USB管脚或外部AC/DC电源适配器获取电源，除了具有电池充电功能外，MAX8671X内部封装了5个独立的片上电源调整器，可以得到多个不同的电源输出，并且其USB和DC输入端具有过压保护开关。
　　此方案允许设计方在零售包装中省掉AC/DC电源适配器而将其在售后市场中提供，这样可以减小零售时的包装和重量，充分利用运输包装箱，减小运输成本。生产销售公司因此可以只提供USB电缆，消费者可以通过该电缆从电脑的USB口给产品充电。消费者也可以在电子消费零售市场购买AC/DC电源适配器或AC到USB适配器。
　　MAX8671X集成了多种功能使其满足多种应用需求。5个独立的电源调整器（3个2MHz降压型开关电源，效率高达96%；两个低静态电流线性电源）可以为多个子系统供电，可通过AC/DC适配器或USB电缆供电；集成电源开关的锂电池充电器管理电池充电和功率分配，并根据电压和电流曲线设定相应的电压和电流。
　　智能电源选择模块集成了一个MOSFET Q3，该开关可分别作为负载开关和充电开关使用。当没有外部电源可用或输入电流限制低于系统负载电流时，此时Q3作为负载开关，电池参与系统供电。当外部电源可用且没有过载，此时Q3作为充电开关。
　　集成减少混乱
　　为实现DC/USB输入端的过压保护、单节Li+电池充电以及在电池和外部供电电源之间切换负载，集成的电源开关必不可少。并且集成的开关和电源调整器避免使用外部MOSFET和电压检测器、电流检测电阻、比较器、定时器以及其它用于电源管理的分立器件。因此减少了器件数量和占用的PCB板面积，降低成本和系统重量。
　　高效的片上电压调整器可以减少功率损耗，可使电池寿命最大化，在重负载和轻负载时都可以提供高效率。这个特点对于某些子系统是有好处的，这些子系统在短时间内峰值负载电流可达几百毫安，大多时间内则远远小于此峰值电流，这样可以进一步延长电池寿命。
　　很多便携设备在使用过程中是在“睡眠”中度过的。因此，如果电压调整器在满负载时效率能达到90%以上而在空闲时低于60%，相比轻重负载情况下都能提供较高转换效率的电压调整器来说，则电池电量会更快地被消耗掉。MAX8671X可以以96%的高效率向系统负载提供425mA电流，当以1mA向负载供电时，效率可维持在85%以上。
　　MAXIM可以提供低压差电压调整器，使得其输入电源范围可以在1.7V ~ 5.5V之间。这给予系统设计人员较大的灵活性，可使LDO从某个片上开关电源供电，达到省电的目的。
　　内部充电器管理充电周期
　　MAX8671X有两个电源输入端口，可以接受DC USB口电源或AC/DC电源，内部逻辑框图如图1所示。由于内部集成了智能电源选择技术和状态控制逻辑模块，可以实现整个充电过的控制管理。这种特点使MAX8671X非常适用于像智能手机、PDA、便携式媒体播放器、GPS导航设备、数码相机以及数字视频摄像机等便携产品。
　　
　　芯片被使能且DC或USB电源输入有效时，芯片将初始化一个充电周期，电压和电流曲线如图2所示。MAX8671X首先检测电池电压，如果电池电压低于预设门限3.0V，充电器会进入一预定模式，该模式下充电器将以最大充电电流的10%对过放的电池进行充电。当电池的电压超过3.0V后，充电器进入快速充电模式并以最大电流对电池充电。