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双电池系统电源选择器MAX1773/1773A
http://www.dykf.com  2008-10-3  电源开发网           ★★★

 

1 概述

MAX1773/1773A是用于双电池系统的电源选择器,是为笔记本和亚笔记本电脑、PDA、便携式终端、网络图形输入板(tablet)及双电池便携式设备而专门设计的。MAX1773/1773A的主要特点如下:

●采用获得专利的7—MOSFET拓扑技术,降低系统成本;

●可自动检测和响应低电源电压、电池嵌入和移出及AC适配器的出现等;

●可直接驱动P沟道MOSFET;

●带有简化的电源管理μP固件(firmware);

●允许电源管理μP进入待机模式,从而延长电源寿命;

●AC适配器输入电压范围为4.75~28V;

●内含1mA驱动能力的LDO稳压器;

●采用小尺寸20引脚TSSOP封装。

2 引脚功能与内部结构

MAX1773/1773A的引脚排列如图1所示,各引脚功能如表1所列。

表1 MAX1773/1773A的引脚功能

引  脚 名    称

功       能

1 BATA 电池A连接端
2 THMA 热敏电阻A输入端
3 CHGA 到电池A的充电通路MOSFET的开漏栅极驱动器
4 DISA 到电池A的放电通路MOSFET的栅极驱动器,可在VEXTLD到VEXTLD~9.5V间切换
5 COMA 到电池A的通路MOSFET栅极驱动器,可在VEXTLD到VEXTLD~9.5V转换
6 GND
7 MINV 最小工作电压设置点,电池电压转换设备点是5VMINV
8 EXTLD 连接外部负载,与PDS、DISA和DISB脚MOSFET的源极连接
9 PDS AC适配器MOSFET的栅极驱动器
10 ACDET AC适配器检测输入端
11 BATSTAT 开漏电池状态输出,用一支上拉电阻连接到系统逻辑电源
12 ACPRES 开漏AC存在输出,用一支上拉电阻连接到系统逻辑电源
13 BATSEL 电池选择数字输入端,用于选择为哪一只电池充电或放电
14 TCOM 设置外部热敏电阻解扣点,用于为检测电池的存在而设置的热敏电阻的电压电平
15 VDD 线性稳压器输出端
16 COMB 到电池B的通路MOSFET的栅极驱动器,可在VBATB到VBATB~9.5V转换
17 DISB 到电池B的放电通路MOSFET栅极驱动器,可在VEXTLD到VEXTLD~9.5V间转换
18 CHGB 到电池B的充电通路MOSFET开漏栅极驱动器
19 THMB 热敏电阻B输入端
20 BATB 电池B连接端

图2是MAX1773/1773A的内部电路组成。

3 应用电路与工作原理

MAX1773/1773A的标准应用电路如图3所示。

该电路的功能原理如下:

3.1 电池检测

MAX1773/1773A通过检测电池热敏电阻的电压VTHM来确定电池的存在。器件将该电压与热敏电阻解扣点VTCOMP相比较,如果VTHM-<VTCOMP,则认为电池存在。反之则认为电池未出现,不对其进行充/放电。

图2

    3.2 工作模式

MAX1773/1773A可提供三种工作模式,即AC适配器状态、标准电池状态和启动状态。

(1)AC适配器状态

MAX1773/1773A通过感测脚ACDET上的电压来检测AC适配器的存在。当VACDET超过电池电压或达到4.75V时,IC将利用AC适配器对负载加电。若选择的电池存在,IC则连接到所选择电池的充电通路。AC适配器状态如表2所列。

表2 AC适配器状态

脚BATSEL 电池A 电池B 脚BATSTAT 连接情况
0 存在 × 0 AC适配器连接到负载,电池A的充电通路连接
0 不存在 × 1 AC适配器连接到负载
1 × 存在 1 AC适配器连接到负载,电池B的充电通路连接
1 × 不存在 0 AC适配器连接到负载

表2中,X为不关心情况,电池存在时VTHM<VTCOMP;电池不存在时,VTHM>VTCOMP,ACPRES=0

(2)标准电池状态

当AC适配器电源不存在时,MAX1773/1773A可利用电池对负载供电,ATSEL允许一个外部控制器去选择电池。表3列出了通常控制操作下的简化标准电池状态。而且电池切换锁存、低电池电压锁定和放电电池锁定均支持该状态表。

表3 简化标准电池状态(不带锁定)

脚BATSEL 电池A 脚VBATA 电池B 脚VBATB 脚BATSTAT 连接情况
0 存在 >5VMINV × × 0 电池A连接到负载
× 存在 >5VMINV 不存 × 0 电池A连接到负载
× 存在 >5VMINV × <5VMINV 0 电池A连接到负载
× × <5VMINV 存在 >5VMINV 1 电池B连接到负载
× 不存在 × 存在 >5VMINV 1 电池B连接到负载
1 × × 存在 >5VMINV 1 电池B连接到负载

(3)启动状态

当VACDET在启动升高时,即在没有AC适配器的情况下而由电池对MAX1773/1773A加电时,IC处于启动状态(如表4所列)。一旦VACDET升至2.2V以上,器件将进入标准电池或AC适配器状态。

表4 启动状态

VBATA VBATA 电池A 电池B 连接情况
>5VMINV × 存在 × 电池A连接到负载
<5VMINV >5VMINV 存在 存在 电池B连接到负载
× >5VMINV 不存在 存在 电池B连接到负载
× × 不存在 不存在 不连接
<5VMINV <5VMINV × × 不连接
<5VMINV × × 不存在 不连接
× <5VMINV 不存在 × 不连接

3.3 典型操作

图4所示是利用MAX1773/1773A、两个3-cell锂电池组和一个20V AC适配器组成的系统的充/放电周期图,开始时,当AC适配器加电后,由于没有电池并且选电池A,此时BATSTAT=BATSEL=I,表明电池A不出现且不能连接电池A的充电通路。如果外部控制器轮询(polled),BATSTAT将回复到BATSEL(0),表明电池B不存在。

当t=t1时,电池A被嵌入,MAX1773/1773A连接电池A的充电通路。为指示电池A出现,BATSTAT变化到BATSEL(0)。

t=t2时,电池B被嵌入,BATSTAT状态不改变,表明电池A存在。

t=t3时,AC适配器撤除,MAX1773/1773A自动断开电池A的放电通路。ACPRES变为1,表明AC适配器不存在。BATSTAT=BATSEL(0)表明电池A存在并对负载加电。在t3与t4之间,电池A放电。

t=t4时,电池A的电压降至5VMIN以下,IC将自动断开电池A的放电通路并连接至电池B的放电通路。此时BATSTAT变为BATSEL(1),表明电池A不再给负载供电。

t=t5时,BATSTAT变为高以使外部控制器能够捕捉到MAX1773/1773A,同时改变BATSEL使BATSTAT停留在1,以表示电池B存在并给负载供电。

t=t6时,电池B降至5VMINV以下,MAX1773/1773A自动断开电池B的放电通路。同时连接至电池A的放电通路。BATSTAT变化到BATSEL(0),表明电池B不再供应负载。此时,外部控制器发出一个系统关闭命令,电源电流急剧降低。

t=t7时,AC适配器重新连接到系统。MAX1773/1773A自动断开电池A的放电通路,并连接到AC适配器的负载通路(PDS开关),同时还连接电池B的充电通路。此刻BATSTAT变为BATSEL(1),表明电池B存在;ACPRES变为0,则表明AC适配器也存在。

图3

    t=t8时,外部控制器识别电池B充电,并且将BATSEL变化到电池A。BATSTAT变为BATSEL(0),表明电池A存在。

t9之后,电池完全被充电,系统开始为另一个周期作准备。

3.4 MAX1773/1773A的差别

(1)PDS FET开关

MAX1773:如果电池B(A)被选择但不存在,并且电池A(B)嵌入但电压低于5VMINV,此时若接入适配器,脚PDS外部的MOSFET(PDS FET)不导通;MAX1773A:当上述情况发生时,PDS FET被使能导通。

(2)选择的电池存在但欠压

MAX1773在选择的电池存在但电压低于5VMINV时,如在未选择的插槽(slot)中插入电压高于5VMINV的电池,那么,在TCOMP脚变为高电平后,如果未选择电池的THMA或THMB脚有效,MAX1773将不能使未选择的电池放电。

MAX1773A由于THMA或THMB及TCOMP引脚变为使能并不重要,因此,MAX1773A不会遭遇MAX1773的情况。

图4

    (3)当适配器撤除时,切换到未选择的电池

MAX1773:当选择的电池存在并低于5VMINV而未选择的电池存在但高于5VMINV时,未选择电池的放电通路使能。尔后,如果施加AC适配器,则被选择电池的充电通路使能。而当AC适配器移开时,MAX1773不能切换到未选择的电池。

MAX1773A:在上述情况中,当AC适配器移开时,可能发生三种情况:第一是充电器获得输入电流限制条件,充电器电流减小到零时),此时在AC适配器移开时,允许未选择的电池放电;第二是充电器存在并对选择的电池充电;第三是充电器对所选择的电池充电,但在电池被充分充电之前仍支持系统负载,此时AC适配器将被移开而不允许未选择电池放电。

4 结束语

采用BiMOS工艺并集成了5245个晶体管的MAX1773和MAX1773A可用来为多电源系统提供控制逻辑以驱动外部P沟道MOSFET,从而使AC适配器和双电池组能够选择充电和放电,同时可基于电源的出现和电池状态来选择电池电压的情况。

来源:国外电子元器件  作者:栾景花 侯…  点击:  录入:admin
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