移动电源 - Maxim Integrated

移动电源产品选型指南

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移动电源产品选型指南 www.maximintegrated.com

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目录

概述.................................................................... 3

电源管理IC(PMIC).............................................. 3

高性能智能手机PMIC....................................................4

支持无线耳戴式设备的单电池电源.................................5

带显示的单节锂离子电池供电系统.................................6

支持便携式音乐播放器的单电池电源管理......................7

为充电带来便利的智能电源选择器................................8

电池充电器和电量计.......................................... 9

Li+电池充电终止...........................................................9

支持手持式游戏设备的单电池充电器.....................10

线性与开关模式充电器的比较.....................................11

无线传感器电池充电器...........................................12

单电池数码相机电池充电器...................................12

集成电池充电器和电量计............................................12

单电池无线扬声器充电器和电量计...........................13

电量计和ModelGauge.m5算法...................................16

特色技术：EZ.Config.............................................16

MAX17055高精度电量计.......................................17

利用SHA-256电量计安全认证防止假冒电池.支持SHA-256安全认证的电量计.................................18

支持无线传感器的低功耗电量计.................................20

支持机器人和无人机的多节电池电量计......................20

DC-DC转换器................................................... 22

遥测改善调节率和负载瞬态响应.................................22

电压定位提高负载瞬态抗扰性.瞬态响应.....................................................................23

USB.Type-C端口控制电源..........................................24

利用自动跟踪提高电池应用中的升压效率...................25

利用真关断(True.Shutdown)延长电池寿命.................25

高效升/降压稳压器......................................................26

LED驱动器....................................................... 29

LED驱动器拓扑...........................................................30

透射型LCD.LED背光驱动器........................................31

单颗WLED照相机闪光灯驱动器..................................31

LED环境温度降额保护................................................32

双相升压转换器和LED驱动器.....................................33

图目录.............................................................. 35

相关资源.......................................................... 37

商标................................................................. 37

表目录

表1..电源管理IC产品选型表..........................................9

表2..电池充电器产品选型表........................................15

表3..具有SHA-256安全认证的电量计.........................18

表4..ModelGauge电量计产品选型表...........................21

表5..降压转换器——遥测和电压定位产品选型表........27

表6..升压转换器产品选型表........................................28

表7..升降压转换器产品选型表....................................28

表8..LED驱动器产品选型表........................................34




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电源管理IC.(PMIC)高性能移动设备采用各种各样的处理器和/或FPGA实现目标应用。这些系统通常采用电池供电，要求多种低电压电源和保护，还可能包括应用相关的特性。PMIC (图1)提供高度

集成的方案，适合于现代化高性能移动系统。PMIC方案可能包括DC-DC转换器、LDO、电池充电器、电量计、LED驱动器，以及支持监测和控制系统性能的各种附加特性。这些高度集成方案提供移动应用必需的高性能和小尺寸，拥有高效率，最大程度延长电池寿命。

图1..PMIC提供的典型CPU电源轨

PROCESSOR POWER

MEMORYPOWER

PMIC

BATT

IO POWER

AUXILLARYPOWER

CONTROL(SERIAL/IO)

概述本版本的移动电源产品选型指南重点介绍支持电池供电设备的最流行的电源方案。您将会深入了解到能够有效延长移动设备电池寿命以及降低系统尺寸的关键特性，包括其为电池供电系统带来的优势。通过多种应用重点演示这些特性的优势。Maxim致力于为用户提供移动系统设计所需的技术，推动设计创新。





高性能智能手机PMIC

智能手机要求多种电压轨，支持富有挑战性的负载瞬态，为高端处理器供电。高效率和小尺寸是此类应用中DC-DC转换器必不可少的特性。MAX8660 PMIC (图2)共提供8路电压轨，专为高性能紧凑系统设计。两个动态控制的降压型转换器允许在系统动态电压管理(DVM)，最大程度优化常规工作期间的系统性能。通过I2C串行通信提供有效的软件管理。附加特性包括硬件开/关输出电压控制、电池低电量指示和复位输出。所有这些特性全部集成在40引脚TQFN封装中，提供高性能系统。

MCU

I2C CONTROL

I/O CONTROL

Li+BATTERY

CPU

USIM CARD

V1

V2

V3

V4

V8

V7

REMOVABLE STORAGE

V6V5

I/O

HIGH-SPEED MEMORY

CORE

SRAM

BACKUP BATTERY

AUDIO CODEC

MAX8660

图2..使用MAX8660.PMIC的智能电话方框图

MAX8660关键特性

• 可配置电源性能– 4路降压型DC-DC转换器– 4路LDO稳压器– 可调节软启动缓变率-电源排序– I2C串行接口

• 较小方案尺寸– 2MHz开关频率允许使用小元件– 40引脚TQFN封装

• 延长电池寿命– 20μA深度休眠电流– FPWM和轻载操作之间自动切换

• 集成保护– 热过载保护– 输入欠压/过压锁定– 内部关断-放电电阻



https://www.maximintegrated.com/cn/MAX8660



支持无线耳戴式设备的单电池电源

耳戴式设备已经从使用有线模拟连接器的简单耳麦(扬声器和麦克风)演变为支持无线发射和接收数字音频数据的高度集成音频系统。这种演变已经使系统不再需要有线音频连接，例如标志性的3.5mm插孔，转而使用Bluetooth®蓝牙无线通信。此外，在系统音频数字信号处理器(DSP)增强了总体听觉体验，并配以支持高效、低噪声放大器技术的固定扬声器负载。

无线耳戴式设备的规格尺寸为系统设计和电池选择带来了限制，因此就需要小尺寸PMIC利用电池提供系统电源，并具备高效率和低静态电流。

MAX77650 SIMO升/降压PMIC具有低静态电流，并使用单电感提供总共3路直流输出，最大程度减小方案尺寸。该款紧凑的PMIC提供现代耳机应用要求的多种电源轨，无论是采用系留还是非系留系统架构。系留耳机的左和右扬声器之间采用物理连接，而非系留耳机的左、右扬声器之间采用无线链路。因此，非系留耳机的左、右扬声器要求独立的电源。图3和图4所示为无线耳戴式应用系统，使用了MAX77650 PMIC、MAX17048电量计和MAX98090低功耗高性能CODEC。对于尺寸受限的应用，推荐使用MAX9867 CODEC。

AMICS ORDMICS

LEFT HP

BT RX/TX

MCU (DSP) SIMO

TETHER

LEGEND

POWER SUPPLYCONTROL DATA

DIGITAL AUDIO

ANALOG AUDIO

3.3μH

AUDIO CODEC

MAX98090MAX9867

MAX77650

RIGHTHP

图3..使用MAX77650.SIMO的系留式蓝牙耳机应用




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https://www.maximintegrated.com/cn/products/analog/audio/MAX98090.html

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BATTERY

NOTETHER

BATTERY

MCU (AUDIO DSP)

SIMO

3.3μH

MAX77650

AMICS ORDMICS

LEFTHP

AUDIO CODEC

BT RX/TX

AMICS ORDMICS

RIGHTHP MCU

(AUDIO DSP)

BT RX/TX

3.3μH

MAX98090MAX9867

AUDIO CODEC

MAX98090MAX9867

SIMOMAX77650

LEGEND

POWER SUPPLYCONTROL DATA

DIGITAL AUDIO

ANALOG AUDIO

图4..使用MAX77650.SIMO的非系留蓝牙耳机应用

带显示的单节锂离子电池供电系统

小尺寸电池供电设备要求高集成度，以便将全部必不可少的功能整合到有限的空间中。这些系统通常要求电池充电和多种电压轨。MAX8662 PMIC (图5)提供多种电压轨和单节锂离子(Li+)电池充电器，适用于小尺寸便携系统。内置电池充电器采用专有智能电源选择器(Smart Power Selector™)技术在源、电池和系统之间自动分配功率，无需外部开关。使用带有通用PWM和模拟调光控制的30mA白光LED驱动器调节移动屏幕通用的背光照明。只需使用少量外部元件，便可有效提高系统可靠性。

MAX8662关键特性

• 2路95%效率的Buck稳压器

• 4路低压差线性稳压器

• 白光LED驱动器– 30mA (最大)– PWM和模拟调光控制

• 自适应电池充电器– 智能电源选择器

• 集成保护– IC热过载保护– NTC热敏电阻输入– 输入欠压/过压锁定– 输入过流保护

图5..MAX8662典型工作电路

OUT10.98V TO VIN/1.2A

OUT20.98V TO VIN/0.9A

OUT3

30mA

WLED

DC SYS

OUT7

EN1

500mA

150mA

300mA

150mA

Li+BATTERY

DC/USBINPUT

TO SYSTEMPOWER

BAT

LX1

LX2

LX3

OUT6

OUT5

OUT4

CS

TO SYSEN2

EN3

EN4

EN5

EN6

EN7

PWR OK

CHARGESTATUS

CHARGEENABLE

SL1

SL2

OUT4–OUT7VOLTAGE

SELECT

POK

CHG

CEN

MAX8662






图6..使用MAX8662.PMIC的便携式音乐播放器应用

Li+ BATTERY

DISPLAY BACKLIGHT

SENSORS/PERIPHERALFUNCTIONS

USB ADAPTER

INPUT

LDOs

CODECMAX98090

MAX8662

DSPWi-Fi® OR BLUETOOTH CONTROLLER

FUEL GAUGEMAX17058

*关于多节电池音频方案的信息，请联系我们。

支持便携式音乐播放器的单电池电源管理

PMIC集成LED驱动器，为便携式应用中的小屏幕提供背光照明。其他电源轨包括2个buck转换器(用于MCU或蓝牙控制器电源)和4个LDO (用于附加传感器或外设功能)。集

便携式音乐播放器往往包括为用户提供视觉反馈的屏幕。许多屏幕要求使用LED背光照明，以增强显示亮度。MAX8662

成电池充电器采用智能电源选择器技术，在充电器输入、电池和负载之间无缝分配功率，降低处理器开销，并为便携式音乐播放器等小型手持式设备提供独立电池电源方案。MAX8662以小尺寸、48引脚、TQFN (37.2mm2)封装提供可靠特性，支持小尺寸规格的便携式和手持式应用。图6所示的便携式音乐播放器应用示例可充分说明MAX8662 PMIC的可靠性。



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为充电带来便利的智能电源选择器

智能电源选择器技术采用内部电荷泵电源和内部FET，在外部输入、电池和系统负载之间无缝分配功率。配置经过内部优化，无需外部元件。智能电源选择器技术可用于频繁充电/放电的电池供电系统，例如手持式设备。

智能电源选择器的基本功能

1. 同时连接外部电源和电池。

a) 当系统负载要求超过外部电源输入最大电流时(图7)，电池为负载提供不足的电流。

b) 系统负载要求低于外部电源输入最大电流时(图8)，用输入的剩余电流为电池充电。

图8..ILOAD.<.IDC时的电源通路.

图7...ILOAD.>.IDC时的电源通路

Q1 INPUT-TO-SYS SWITCH

Q2BATTERY-TO-SYS

SWITCH(DISCHARGE PATH)

DC SYS

BAT

AC ADAPTEROR

USB INPUT

SYSTEMLOAD

BATTERY

THM

GND

RTHM

MAX8662MAX8663

Q1 INPUT-TO-SYS SWITCH

Q3(CHARGE

PATH)

DC SYS

BAT

AC ADAPTEROR

USB INPUT

SYSTEMLOAD

BATTERY

THM

GND

RTHM

MAX8662MAX8663

3. 连接有外部电源输入且未连接电池时，由外部电源输入为系统供电(图10)。

Q2BATTERY-TO-SYS

SWITCH(DISCHARGE PATH)

SYS

BAT

SYSTEMLOAD

BATTERY

THM

GND

RTHM

MAX8662MAX8663

图9..连接电池但未连接外部电源时的电源通路

SWITCHDC SYS

AC ADAPTEROR

USB INPUT

SYSTEMLOAD

MAX8662MAX8663

图10..连接外部电源但未连接电池时的电源通路

2. 连接有电池且无外部电源输入时，由电池为系统供电(图9)。





表1..电源管理IC产品选型表

器件. 主要技术

LCD/LED/闪存/CCD

特性.VIN范围.

(V)VOUT范围.

(V) 最大IOUT.(A)工作频率.(kHz)

ICC.(最大值).(mA) 封装/引脚

可用最小封装.(含引脚的最大值).

(mm2)

MAX8660* 降压型. 2.6至6 0.725至3.3 1.6 2000 0.02 TQFN/40 26

MAX8662* 降压型. 白光LED. 2.6至8 1至3.3 1.2 1000 0.1 TQFN/48 37.2

MAX8819* 降压型. 白光LED. 4.1至5.5 1至5.3 0.5 1000, 2000 1.33 TQFN/28 16.8

MAX77650*MAX77651*

降压型. LED指示. 4.1至7.25 0.8至5.25 0.4 0.06 WLP/30 5.9

*备有评估板。

注：本表所列全部器件的工作温度范围均为-40°C至+85°C。

电池充电器和电量计移动设备要求高容量可充电电池提供系统电源。由于重量

的电池充电器提供各种各样的特性，支持高精度、可靠设计，确保安全的电池充电方案。Maxim的电量计监测电池剩余电量，利用专有的ModelGauge™算法提供高精度。此外，器件提供SHA-256安全认证，防止假冒电池组。Maxim的电池充电器和电量计组合(图11)提供支持Li+电池应用要求的高效率、高精度和保护。

Li+电池充电终止

正确的充电终止对所有可充电电池供电设备延长电池寿命都至关重要。此外，Li+电池要求特别注意避免不正确充电引

轻、能量密度大的原因，这些系统通常使用Li+电池。Maxim

起的灾难性后果。Maxim的Li+充电器采用三个充电阶段实现安全充电，分别是预充、快充和浮充阶段(图12)。但为了提高电池保护和性能，也可能包括附加阶段。

对于严重耗尽的Li+电池，较大电流可能会损坏电池。预充阶段测量并确定安全充电可接受的电池电压。使用低电流对电池进行充电，直到电压上升到规定限值以上。电池达到安全电压之后，即开始快充。

快充要求大电流对电池进行快速充电。充电电流取决于电池容量和要求的充电时间，但电池制造商会规定最大充电电流。最大充电电流决定了电池可能安全充电的时间。利用主要终止方式结束快速充电阶段。Maxim的电池充电器提供较宽范围的快充终止方法，以满足用户设计需求。

在浮充阶段，利用恒压对剩余的电池容量进行充电。浮充电流的终止取决于定时器，该定时器在浮充阶段开始时进行计数。该阶段最大程度提高容量，充分发挥电池功效。

充电器控制方法

满足主要终止要求时，则完成快充。主要终止有各种各样的方法，与电池的化学物质有关。以下是兼容Li+电池的快充终止方式清单。

限流值 — 设置最大充电电流限值。充电器在规定限值下保持恒流(CC)模式，直到检测到最大电压，以及/或者定时器超时。最大电压和定时器均为可调节限值，从而提高设计灵活性。

可通过硬件或I2C/SMBus调节限值。该方法以集成封装提

图11..Li+电池充电和电量计量





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BATT

ERY

VOLT

AGE

BATT

ERY

CHA

RGE

CURR

ENT

0

IPQ

VBATREG

VPLTH

PREQ

UA

LIFI

CATI

ON

FAST

-CH

ARG

E(C

ON

STA

NT

CURR

ENT)

FAST

-CH

ARG

E(C

ON

STA

NT

VOLT

AGE)

TOP-

OFF

TIME

TIMED

ON

E

IFCHG

图12..安全充电的充电阶段

供快充和灵活性。

最小充电电流 — 充电器初始提供固定恒流。随着电池逐渐接近最大电压，充电电流相应减小。在达到规定的最小充电电流时，充电结束。

外部控制 — 这些器件通常具有用于控制充电电流的输入，允许设计师利用外部微控制器实施专有的充电算法。这些器件为具有简单微控制器的较宽范围应用提供简洁性和灵活性。

智能电池控制 — 智能电池内置集成电池管理，使用SMBus与智能充电器交换充电指标。充电符合智能电池充电器规范1.1版规定的指导。

定时器 — 根据定时器计数超时终止充电。使能充电阶段后，定时器开始计数。该方法也用作保护措施，防止充电电流失控。

最大温度 — 基于电池温度终止充电。一组热限值防止电池过热，从而提供电池保护。该方法要求本地电池热敏电阻准确检测电池温度。

支持手持式游戏设备的单电池充电器.

快速增长的视频游戏行业不断推出新产品，尺寸越来越小，但增加的功能越来越多，以增强用户体验。手持式游戏设备要求较大的电池来支持视频处理、实时运动检测、无线通信和外设传感器。这就要求电池充电器必须提供较高的快充电流，对电池进行快速充电，同时保持较小的方案尺寸。MAX8971可提供高达1.55A快充电流，采用2.18mm x 1.62mm WLP封装。安全输出LDO为5V低功耗USB PHY供电。该电池充电器IC兼容JEITA，在较宽的温度范围内提供安全充电。此外，器件支持GSM测试模式，在217Hz、12.5%打开占空比时提供2.3A峰值的脉冲电流。该测试模式允许制造商利用GSM收发器可能发生的瞬态负载测试电池性能。这就增强了具有位置和/或数据服务的游戏设备的可靠性。图13所示为典型手持式游戏系统中使用MAX8971的示例应用电路。

线性与开关模式充电器的比较

电池充电器具有各种各样的结构，每种结构都针对特定的设计目标进行优化。移动应用要求低电池电压，所以电池充电器一般为降压型器件。两种最常见的电池充电方案是使用线性或开关结构调节充电电流。






I2C CONTROL

DC1, DC2 BAT

Li+BATTERY

NTC

THM

AVL

SDA/SCL

SFO

CS

RSENSEL

MIC

SPEAKER

AUDIO CODEC

MAX98090

AUDIO AMPLIFIER/HAPTIC DRIVER

HAPTIC ACTUATORS

MAX98357

GSM MODULEDISPLAYMODULE

Wi-Fi OR BLUETOOTH CONTROLLER

FPGA/PROCESSOR

MCU

5V USB PHY

ADAPTER/USB POWER

CS+

FUEL GAUGE

LX1, LX2

MAX8971

RSENSE

CS-

MAX17055+

PMIC

图13..使用MAX8971电池充电器的典型手持式游戏系统


线性充电器通过调节高边FET上的电阻来调节电池负载的充电电流。开关模式充电器采用Buck结构，通过调节PWM电源信号的占空比和/或频率来调节充电电流。然后对PWM电源信号进行滤波，实现相应的充电电流。

线性充电的优势

• 最大充电电流< 2A– 受限于高边FET热保护

• 低成本– 低元件数量– 无磁性元件

• 小尺寸– 只有输入/输出电容– 无需滤波器

• 降低EMI– 无开关噪声

开关模式充电的优势

• 最大充电电流> 1A– 受限于内部开关FET的交流和直流特性

• 较宽输入电压范围– 受限于占空比

• 复杂度较高– 较大尺寸，主要是因为LC滤波器– 多样性的控制系统

• 效率较高– 低功耗– 发热较小

• EMI较大– 开关FET引起噪声– 电感电磁场辐射






无线传感器电池充电器

线性电池充电器非常适合具有较低电池容量的小型系统，例如无线传感器节点。这些电池容量较低的系统要求的充电电流较小。线性电池充电器的低IQ支持较长的电池寿命。图14所示为用于无线传感器节点的典型应用电路，使用MAX8814线性充电器，快速电流设置为500mA。

单电池数码相机电池充电器

对于电池容量较大的应用，要求较大的充电电流。开关模式充电器在充电电流较高时的效率较高，是此类应用的理想选择。手持相机需要较大的电池来支持视频处理和编码。这将要求较大的充电电流，以快速对电池充电。MAX8903_高效充电器提供高达2A快充电流。4MHz开关频率降低了电感尺寸和总体系统尺寸。双路输入允许用户利用交流适配器或USB输入为相机充电。图15所示为数码相机应用中的电池充电器。

图14..使用MAX8814线性电池充电器的无线传感器节点

图15..使用MAX8903_开关模式充电器的数码相机应用

MAX17048

MCU/PROCESSOR

USB ADAPTERINPUT Li+

BATTERY

IN BATT

GND

ISET

ABI

EN

POK

ABO

15.8kΩ

2.2μF

LDO

FUEL GAUGE

SENSOR

MAX8814

ADAPTERPOWER

(4.15 TO 16V)

Li+BATTERY

2A FAST CHARGE

FUEL GAUGECS+

USB POWER(5V)

I/O CONTROLMCU

OR

RSENSE

MAX8903

MAX17055

DC SYS

BATT

USB

MAX98357

MAX98090

DIGITAL AMPLIFIER

CODEC MIC

SPEAKER

SPEAKER

CS-

WLEDDRIVER


集成电池充电器和电量计

体积越来越小的移动系统要求具有高度集成的小尺寸方案。MAX77818 (图16)集成电池充电器和电量计，通过I2C串行接口配置系统，最大程度发挥电池供电应用的功效。电池充电器集成开关频率为4MHz的低损耗开关，减小尺寸。ModelGauge m5电量计提供高精度和附加配置能力，以延长电池寿命。充电器经过重新定位，利用反升压能力，支持高达5.1V @ 1.5A的USB-OTG。总之，MAX77818非常适合要求小尺寸和高度系统集成的电池供电移动系统。

MAX77818关键特性

• 动态充电– 3A开关模式充电器– 适配器/USB输入– 无线充电输入– 智能电源选择器

• ModelGauge m5电池电量计– ±1%充电状态精度– 无校准循环– 低IQ– 剩余工作时间及充满所需时间预测

• 集成保护– 欠压/过压锁定 – 可调节OCP– 充电安全定时器– 具有热折返保护的管芯温度监测器




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MAX77818

REVERSE BLOCKING

CHGLX

BATT

CHGIN

CHGPGND

BST

BYP

SYS

UP TO 3.0A CHARGE CURRENT

5.05V(REVERSE BOOST MODE)

CHGIN INPUT CURRENTLIMIT SWITCH

WCIN INPUT CURRENTLIMIT AND 5.9V

OVERVOLTAGE SWITCH

WCIN

AVL

PVL

VBYP

VSYSWCIN

CHGINVUSB/VADP

WIRELESS

+3.2V TO + 14V OPERATINGUP TO 4.0A INPUT CURRENT

CHARGE ANDSMART

POWER PATHCONTROLLER

BUCK/BOOSTCONTROLLER

单电池无线扬声器充电器和电量计

无线扬声器使我们无需连接墙上插座即可聆听音乐。这种现代发明的复杂度越来越高，包括了人工智能等特性。这些特性要求具有较大容量的大电池，以支持耗电的处理器的电源要求。为了在合理的时间范围内对电池充电，就必须提供较大的充电电流。但为了最大程度减小系统总尺寸，保证方案尺寸较小也非常重要。MAX77818 (图17)为开关模式充电

器，提供3A快充电流，采用小尺寸3.87mm x 3.61mm WLP封装。双路充电输入允许用户利用适配器或无线充电输入对设备进行充电。适配器输入提供反向升压能力，可用于为USB-OTG设备供电。为提高集成度，内部ModelGauge m5电量计保持跟踪充电状态(SOC)，精度达到1%，并提供剩余工作时间及充满所需时间预测。这些特性通过为用户提供反馈和附加特性，增强无线扬声器性能。





图17..使用MAX77818电池充电器和电量计的无线扬声器应用

ADAPTER/USBPOWER

MCU

BLUETOOTHCONTROLLER

I2C CONTROL

FPGA/PROCESSOR

Li+BATTERY

MIC

SPEAKER

LEGEND

POWER SUPPLY

CONTROL DATA

DIGITAL AUDIO

ANALOG AUDIO

DIGITALAMPLIFIER

MAX98357

AUDIO AMPLIFIER

MAX98304

MAX8660CHGIN

WCIN

SYS

BATT

CHGLX

MAX77818

MAX77950WPT

RECEIVER

OR

USB-OTG







器件. 电池化学物质

Li+.原电池数量

保护.VIN..(最大值).

(V) 充电器(V) 充电率设定方式最大.

ICHG.(A) 充电终止充电调节封装/引脚

可用.最小封装.(含引脚的.最大值).(mm2)

MAX1501*Li+, Li-Poly, NiCd, NiMH

1 134.1, 4.2, 4.5, 4.95

电阻. 1.4 线性. TQFN/16 26

MAX1555 Li+, Li-Poly 1 13 4.2 预设. 0.28 线性. TSOT/5 8.3

MAX1874* Li+ 1 18 4.2 逻辑输入、电阻. 1 外部控制. 线性. TQFN/16 26

MAX8606* Li+, Li-Poly 1 14 4.2 逻辑输入、电阻. 1 最小充电电流. 线性. TDFN-EP/14 9.6

MAX8677_* Li+, Li-Poly 1 16 4.2 逻辑输入、电阻. 1.5 最小充电电流. 线性. TQFN/24 16.8

MAX8808_*Li+, Li-Poly

1 15 4.2 电阻 1 线性. TDFN-EP/8 4.2

MAX8814*Li+, Li-Poly

1 28 4.2 模拟输入、电阻. 0.6 线性. TDFN-EP/8 4.2

MAX8856 Li+ 1 14 4.2逻辑输入、.预设、电阻. 1 最小充电电流. 线性. TDFN-EP/14 9.6

MAX8895X* Li+ 1 14 4.2 外部源、电阻. 1.85 最小充电电流. 线性. WLP/25 7.9

MAX8903A Li+, Li-Poly 1 20 4.2 预设、电阻. 2 最小充电电流. 开关模式. TQFN/28 16.8

MAX8934A Li+, Li-Poly 1 14 4.2 逻辑输入、电阻. 1.5最小充电电流、定时器.

线性. TQFN/28 16.8

MAX8971* Li+, Li-Poly 1 224.1, 4.15, 4.2, 4.35

I2C/SMBus 1.55最小充电电流、定时器

开关模式. WLP/20 3.53

MAX77301* Li+, Li-Poly 1 164.1, 4.15, 4.2, 4.05

I2C/SMBus 0.9 限流值、定时器. 线性. WLP/25 6.0

MAX77818* Li+, Li-Poly 1 163.625 to 4.7

(25mV Steps)I2C/SMBus 3

最小充电电流、定时器

开关模式 WLP/72 13.95

表2..电池充电器产品选型表


*备有评估板。








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电量计和ModelGauge.m5算法

移动系统要求高精度电量计量，以估算剩余电量以及最大程度延长电池寿命。ModelGauge m5电量计算法利用开路电压(OCV)和库伦计数准确估算SOC。此外，自适应机制也随着电池老化学习其容量。这样可确保较长的电池运行时间，且方案尺寸较小。SOC之外的附加特性还包括充满所需时间、自首次上电以来的时间。ModelGauge m5还记录电池使用寿命期间的13个关键参数。这些参数用于故障分析，以提高可靠性和安全性。以下所列的ModelGauge m5特性成就了高精度SOC。

OCV – 初始的ModelGauge算法估算电池OCV，即使在电流流动期间也如此。将电池OCV与电池特征数据相结

合，判定SOC。实施OCV方法要求对电池进行特征分析。该方法不测量电池电流，所以不要求检流电阻，从而减少材料清单成本和尺寸。

库伦技术 – 库伦计数方法通过测量电池电流确定电池获得或失去的电荷量。相对于OCV，库伦计数技术本身的短期精度更好；但时间较长时产生失调漂移，造成精度严重下降。

Cycle+ – 老化预测算法，预测寿命末期，因为电池性能随着老化和使用而下降。

收敛到空 – 估算接近空电量时的SOC误差。

特色技术：EZ.Config

之前的算法要求基于工厂的电池特征分析数据。对于大多数电池，EZ Config在无需深度电池特征分析的前提下，可实现高精度计量，支持设计拥有快速上市时间。EZ Config记录用户相关的电池类型以及M5算法所需的特征。

EZ.Config参数

1. 电池容量(mAH)

2. 空电量电压

3. 电池组配置

所有m5器件均提供图形用户界面(GUI )，如右图所示。GUI带有电池配置向导、电池性能指标和实时性能图。这使设计师能够快速评估电池和系统性能。EZ Config仅随选定的ModelGauge m5器件提供，但整个ModelGauge家族器件均可提供特征分析服务。

ModelGauge m5的EZ Config工具界面





MAX17055高精度电量计

ModelGauge m5的组合特性使其能够在电池的整个使用寿命期间高精度地估算SOC。电池老化、温度和放电率等影响均在内部自动补偿。此外，MAX17055等ModelGauge m5 EZ器件无需电池特征分析过程，允许快速搭建原型(图.18)。这就在不牺牲电量计精度的前提下降低了开发成本。采用EZ配置测试了超过300种不同的电池。性能结果表明，97% 以上的电池在放电期间的误差小于3%。MAX17055电量计的高精度和快速开发能力支持实施较宽范围的各种单节Li+电池应用(图19)。以下的关键特性成就了MAX17055的卓越能力。


• ModelGauge m5 EZ– 不要求针对特定电池特征建模– 可靠适应电池的特征变化– 消除接近空电量时的误差– 避免库伦计数器漂移– 电流、温度和老化补偿– 不需要空、满或空闲状态信息

• 7µA低工作电流

• 支持较宽的检测电阻范围– 1mΩ至1000mΩ– PCB金属线 + 温度补偿

• 支持Li+电池及其他LiFePO4电池

• ±1°C内部温度测量或热敏电阻测量精度

• 动态功率检测估算放电期间的功率容量

• 预测理论负载下的剩余容量

• 报警指示：电压、SOC、温度、电流和1% SOC电量变化

图18..MAX17055电量计在电池组系统中的应用

图19..MAX17055电量计在自备电池系统中的应用

0.1µF

SCL

SDA

ALRT

CSP

BATT

CSN

AIN

THRM

SYSPWR

SYSGND

REG0.47µF

10kΩ

RSENSE0.010Ω

EP

PACK+

PACK -

NTC

PROTECTOR

BATTERY SYSTEM

THRM

10kΩ

MAX17055

SCL

SDA

ALRT

AIN

SYSPWR

REG

RSENSE

PROTECTOR

0.010Ω

0.1µF

THRM

BATT

CSP CSNEP 0.47µF

SYSGND

MAX17055






利用SHA-256电量计安全认证防范假冒电池

具有可更换电池、传感器、外设、模块或其他耗材的系统往往会成为非法售后市场公司的目标。未经授权的公司生产存在安全隐患的假冒模块，降低应用的品质，往往对OEM方案产生不利影响。通过在方案中加入安全认证，主机系统能够测试传感器或模块的真实性，并在检测到假冒产品时采取相应措施(图20)。由于电池广泛应用于所有移动设备，所以成为常见的假冒对象。电量计安全认证器将ModelGauge m5的SOC精度和SHA-256加密的安全性组合在一起(图21)，形成具有高可靠性的高精度电量计。图22所示的电池安全认证为MAX17201 SHA-256电量计在单节电池组中的应用。

在图22所示的配置中，系统主机通过主机微控制器单元(MCU)发送安全认证命令。认证完成之后，MCU使能系统PMIC进行供电。如果MAX17201向MCU返回的认证结果无效，MCU则不使能PMIC，不会向系统供电。SHA-256安全认证在电量计和MCU内部完成。

也可以实施比较简单的方法：使用MCU存储器中储存的预先计算质询-应答消息对。

MAX172xx家族SHA-256电量计(表3)提供安全认证，防止非法克隆电池组。SHA-256允许系统主机验证更换的电池。系统主机和电池组从机之间的SHA-256安全认证通过质询和应答完成。在质询-应答安全认证中，主机通过提供唯一的编码发送质询。

AUTHENTIC BATTERY

COUNTERFEIT BATTERY

图20..利用安全认证防范假冒伪劣电池

电量计电池类型接口.

MAX17201 单节Li+ 2-Wire

MAX17205 多节Li+ 2-Wire

MAX17211 单节Li+ 1-Wire®

MAX17215 多节Li+ 1-Wire

表3..具有SHA-256安全认证的电量计

注：鉴于安全认证产品的安全性及应用敏感性质，本文档中省略了器件细节。各款器件的完整数据手册提供这方面的信息，需签署保密协议(NDA)后提供。










图21..安全认真过程方框图

SHAENGINESECRET

DEVICE DATAELEMENTS

HOSTCHALLENGE

SLAVE MACRESPONSE

然后从机器件利用256位信息验证代码(MAC)进行应答。MAC是使用SHA引擎产生的，引擎中包含安全散列算法(SHA)。SHA引擎使用主机的质询以及从机密钥、用户存储器以及附加数据产生MAC应答。从机器件的应答为唯一的MAC，然后被发送给主机进行验证。主机在验证应答MAC后，则认为电池组是合法的。

PMICBATT

EN

Li+BATTERY

Rsense

VBATT

CSP

DQ

PMICBATT

MCU1-WIRE

EN

SYSTEMLOADS

GND

SYSTEM

Ibatt > 0A

AUTHENTIC BATTERY PACK

POWER

PACK+

1-WIREUNAUTHORIZEDBATTERY PACK

X

NON-AUTHENTIC BATTERY PACK

Ibatt = 0A

SYSTEMLOADS

GND

POWER

MCU

SYSTEM

MAX17201

BATTERY PACK

BATTERY PACK

CSN

PACK-

PACK+

PACK-

图22..利用MAX17201电量计实现电池组安全认证





支持无线传感器的低功耗电量计

无线传感器网络包括许多自主设备，这些设备协同工作来检测其周围的环境。这些传感器可能具有不同的功能，但均要求三种主要部件：电池、传感器和射频。无线传感器的一项重要方面是其使用寿命，这与电池使用寿命直接相关。Maxim电量计以最小功耗测量剩余电池容量，延长电池寿命。例如MAX17048使用ModelGauge算法预测准确的SOC。更重要的是，MAX17048在深度休眠模式下的典型耗流只有3μA静态电流(图23)，且仍然能够提供准确的电量计量。这允许无线传感器在不会过度消耗电池电量的前提下估算电池容量。深度休眠模式最适合电池负载在小于C/4放电率下的应用，这可理想用于耗流极小的无线传感器。射频模块通信期间，电池负载往往会显著增大。此类重载期间，器件可强制进入活跃模式(图24)，以确保准确计量。MAX17048的低静态电流和配置多样性非常适合无线传感器节点的电量计量。


• ModelGauge算法– 提供精确的充电状态信息– 对温度和负载变化进行补偿– 与库伦计数器不同，无累计误差– 无需检流电阻

• 超低静态电流– 3μA深度休眠模式电流– 23μA工作模式电流

• 电池插入去抖

• 更换电池时可编程复位

• 可配置报警指示– 低SOC报警指示– SOC变化1%– 电池过压/欠压– VRESET报警

• I2C接口

图23..深度休眠模式下的MAX17048电量计

图24..活跃模式下的MAX17048电量计

MAX17048

WIRELESSMCU

Li+BATTERY

VDD

ALRT

CELL

CTG

GND

SCL

SDA

QSTRT

SENSOR

0.1μF

IQ ≈ 3μA

MAX17048

WIRELESSMCU

Li+BATTERY

VDD

ALRT

CELL

CTG

GND

SCL

SDA

QSTRT

SENSOR

0.1μF

IQ ≈ 23μA

支持机器人和无人机的多节电池电量计

机器人和无人机要求多节Li+电池，以获得较高的工作电压。这些系统要求较高的工作电压来驱动电机。由于堆叠电池之间的容量不同，各个电池的工作电压在工作期间将以不同的速率降低。电池平衡用于维持所有电池上具有等效电压，延长电池组的使用寿命。MAX17215能够平衡多达3节电池，是独立式电量计，对此类应用非常有利。

通过监测电池组的SOC，允许用户最大程度延长电池运行时间和使用寿命。MAX17215使用ModelGauge m5 EZ Config确定高精度SOC，无需任何电池特征分析过程。此外，MAX17215提供SHA-256安全认证，确保电池组为正品，从而提高系统可靠性。图25所示为MAX17215在无人机应用中的示例。

RSENSE

VBATT

CSP CSN

DQ

PACK+

PACK-

PROTECTIONCIRCUIT

1nF

10ΩCELL1

MCUSYSTEMLOADS

GND

POWER

1-WIRE10Ω

1nF

CELL2

10Ω

1nF

MAX17215

BATT

EN

PMIC

图25..MAX17215多节电池电量计在机器人/无人机领域的应用







器件. 功能电池类型. 接口

用户.数据存储.(字节) 测量参数电量计算法

VSUPPLY.(最大值)..

(V

VSUPPLY.(最大值).

(V) 封装/引脚

可用最小封装.

(含引脚的.最大值)..(mm2)

ModelGauge

MAX17040* 电量计. 1-cell Li+ 2-wire 充电状态、电压 ModelGauge 2.5 4.5 TDFN-EP/8 6.3

MAX17048* 电量计. 1-cell Li+ 2-wire充电率、.充电状态、电压

ModelGauge 2.5 4.5TDFN/8, WLP/8

4.4

MAX17058* 电量计. 1-cell Li+ 2-wire 充电状态、电压. ModelGauge 2.5 4.5 WLP/8 4.4

ModelGauge.m3

MAX17050* 电量计. 1-cell Li+ 2-wire电流、充电状态、温度、时间、电压

ModelGauge.m5 2.3 4.5 WLP/9 2.1

ModelGauge.m5

MAX17055* 电量计、状态监测器. 1-cell Li+ 2-wire电流、充电状态、温度、时间、电压


MAX17201*SHA-256安全认证、.电量计、状态监测器 1-cell Li+ 2-wire 156 NVM

电流、充电状态、温度、时间、电压

ModelGauge.m5 2.3 4.9

TDFN-CU/14, WLP/15

3.84

MAX17205*SHA-256安全认证、.电量计、状态监测器

Multi-cell Li+

2-wire 156 NVM电流、充电状态、温度、时间、电压

ModelGauge.m5 4.2 20

TDFN-CU/14, WLP/15

3.84

MAX17211*SHA-256安全认证、.电量计、状态监测器 1-cell Li+ 1-wire 156 NVM

电流、充电状态、温度、时间、电压

ModelGauge.m5 2.3 4.9

TDFN-CU/14, WLP/15

9.6

MAX17215*SHA-256安全认证、.电量计、状态监测器

Multi-cell Li+

1-wire 156 NVM电流、充电状态、温度、时间、电压

ModelGauge.m5 4 20

TDFN-CU/14, WLP/15

3.84

MAX77818* 电池充电器、电量计. 1-cell Li+ 2-wire电流、充电状态、温度、时间、电压


表4..ModelGauge电量计产品选型表


*备有评估板。















DC-DC转换器移动设备通常要求利用单电池提供多种电压轨，要求以较小占位面积实现高效电源转换。Maxim提供较宽范围基于电感的高频开关转换器，拥有移动应用要求的小尺寸规格，同时保证高效率(图26)。要求的输出电压轨可能高于或低于电池电压。Buck转换器用于降低输入电压，而Boost转换器用于升高输入电压。

升/降压转换器则提供两种功能，既能升高也能降低输入电压；对于电池电压可能在输出电压上下变化的移动应用，这些转换器非常有用。这些方案提供移动系统中处理器、存储器和/或其他外设功能要求的电源轨。此外，其中许多方案拥有用于设计和仿真的SPICE模型。Maxim的EE-Sim®.DC-DC转换器设计工具支持利用这些模型进行快速设计和定制。

图26..电池供电应用的典型DC-DC转换器

DC

DC

DC

DC

DC

DC

BUCK

VOUT < VBATT

BOOST

BUCK/BOOST

VOUT > VBATT

VBATT(LOW) < VOUT < VBATT(FULL)

遥测改善调节率和负载瞬态响应

高性能移动设备通常采用处理器或FPGA来完成运算量较大的任务。这些系统要求具备高电流能力的高精度低压电源。由于寄生电阻的原因，高电流通路将产生电压降，所以电压精度成为此类应用的挑战。此外，负载的突然变化会产生高频电流，从而因为元件和PCB寄生阻抗的原因而产生噪声。如果设计不正确，负载变化可能会造成转换器不稳定。

反馈能够补偿高电流通路引起的压降，但普通转换器不补偿高电流负载回路，如图27所示。由于回路寄生效应，回路在负载处理器和转换之间将呈现出电压降。当负载发生阶跃变化时，反馈放大器将检测负载上的电压(VLOAD)以及负载阶跃和回路寄生效应产生的电压降(VDROP)。自然而言，这将造成输出电压不准确，且可能造成不稳定。

LOAD

OUTPUTINPUT

C110µF

IN

GND

PGND

FB

LX

BUCK CONVERTER

ZGND

VDROP

VLOAD

+

–– +

图27..Buck转换器接地电阻影响反馈信号



http://maxim.transim.com/Loader/new.aspx?tool=power

http://maxim.transim.com/Loader/new.aspx?tool=power



Maxim的高性能DC-DC转换器专为处理器和/或FPGA操作量身定制，提供遥测连接，补偿回路寄生效应。MAX8649/MAX8649A等转换器集成差分放大器，能够高精度测量负载上的差分电压，如图28所示。遥测能够补偿回路寄生效应，提供高精度调节。此外，负载阶跃产生的高频电流对负载电压的影响极小。值得注意的是，为了使遥测引脚高精度地测量反馈电压，要求正确的开尔文检测连接。图29所示为正确的开尔文检测连接。

图28..MAX8649/MAX8649A采用差分反馈来旁路GND阻抗

图29..正确的开尔文检测连接

2.5V TO5.5V

VOUT(0.75V TO1.38V)

LX

IN2VDD

SCL

1.8V TO3.6V

2.5V TO5.5V

11Ω

0.1μF

10μF 0.1μF

10μF 0.1μF

SDA

IN1

FSYNC

PGND

SNS+

SNS-

EN

VID0

VID1AGND

MAX8649MAX8649A

1μH

CPU

2.2μF 0.1μF

VOUTLOAD

VDROP

ZGND

+

-

- +

OUTPUTSOURCETRACE

KELVIN SENSETRACES TO ERROR

AMPLIFIER

OUTPUTGROUND

TRACE

OUTPUTBULK

CAPACITOR

SNS+

+

SNS-

电压定位提高负载瞬态抗扰性

处理器和FPGA应用中的快速负载变化会造成输出电压短暂偏移，从而造成控制器补偿负载的突然变化。当负载从低电流突然变为高电流时，会发生电压下冲。这会造成输出电容的放电速度大于充电速度，从而造成输出电压下降。同理，当负载从高电流突然变为低电流时，会发生电压过冲。过冲和下冲可能高达标称输出电压的5%或更大(图30)。电压定位补偿负载的突然变化，同时有效减小负载瞬态期间的输出电压下冲和过冲(图31)。

对于MAX1556/MAX1556A，电压定位(图32)将空载时的输出电压设置为略高于标称稳压，将满载电压时的输出电压设置为略低于标称稳压。输出负载变化时，输出电压会发生小且受控的负载调整(“负载线”)误差。这种电压定位架构允许输出电压以临界阻尼的方式响应负载瞬态，与传统PWM控制相比，有效降低所需的输出电容。

20µs/div

VOUT 100mV/div

0A

500mA/divIOUT

VIN = 12VVOUT = 3.3V

OvershootUndershoot

LOAD TRANSIENT

图30..无电压定位的负载阶跃

图31..采用电压定位的负载阶跃

LOAD TRANSIENT

50mV/divAC-COUPLED

500mA/div

VOUT

IOUT

20μs/div

0A

IOUTMIN = 180mA




https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/switching-regulators/MAX8649A.html





LX

SSON

OFF SHDNGND

INPUT2.6V TO 5.5V

VOLTAGESELECT

OUTPUT0.75V TO VIN

PGND

C110µF

C40.47µF

R1100Ω

C222µF

C31000pF

L13.3µH

OUT

INP

IN

1.2A

D1

D2

MAX1556MAX1556A

图32..MAX1556/MAX1556A典型工作电路

-2.5

-1.5

-2.0

-0.5

-1.0

0.5

0

1.0

0 200 400 800600 1000 1200LOAD CURRENT (mA)

CHA

NG

E IN

OU

TPU

T V

OLT

AG

E (%

)

VIN = 3.6V

VIN = 5.5V

VIN = 2.6V

图33..MAX1556电压定位负载线

USB.Type-C端口控制电源

主流USB Type-C技术将USB电压从5V升高到9V、15V或20V，提供较大的功率传输。移动设备采用USB端口控制器协商电池充电状态。此外，端口控制器电源要求较宽的输入范围，以支持USB供电3.0 (PD)规范。MAX77596 (图34)对默认5V USB电压或最高达24V的电压进行调节，以满足PD 3.0电压范围指标。此外，端口控制器随时就绪，以监测何时有设备插入。这就要求低IQ，以降低功耗和延长电池寿命。MAX77596提供1.1μA静态电流，持续为端口控制器供电，不会过度消耗电池电量。MAX77596的特性使其成为USB端口控制器的理想电源。

TYPE-C RECEPTACLE(USB-PD) USB TYPE-C

PORT CONTROLLERD+/-

VBUS (5V/9V/15V/20V)

POWERON

BATT

BATT

USB SWITCH (WIDE VIN CHARGER)

(WIDE VIN LOW IQ)

MAX1736

MAX77596


• 较宽输入电压范围– VIN = 3.5V至24V

• 延长电池寿命– IQ = 1.1μA– 86%峰值效率(12VIN，3.3VOUT)

• 较小方案尺寸– 1.7MHz工作频率– 10引脚TDFN封装(2mm x 2.5mm)

• 集成保护– 短路、热保护– 软启动– 42V输入瞬态容限

图34..MAX77596宽VIN降压转换器，适用于USB.Type-C端口控制器






利用自动跟踪提高电池应用中的升压效率

电池供电设备往往要求升压转换器来提高电池电压，从而为外设供电。升压转换器必须在电池的整个生命周期内都保持高效率，而电池电压在此期间会变化。MAX8969 (图35) 具有自动跟踪模式(ATM)，在较宽输入电压范围内保持高效率。输入电压超过输出电压的95%时，ATM打开输出FET。这允许输出电压跟随输入电压，避免开关损耗，实现较高效率。输入电压为输出电压的80%至95%时，以较低频率进行开关，从而降低开关噪声、提供较高效率。电池电压在其整个生命周期内必然会发生波动，而调节状态的切换能够始终提供高效率。

MAX8969关键特性

• 灵活的系统集成– 输出电流高达1A– 2.5V至5.5V输入电压范围– 3.3V至5.7V输出电压范围

• 延长电池寿命– 效率超过90%– 真关断(True Shutdown™)– 轻载条件下跳脉冲模式

• 小型封装和外围元件– 9焊球、1.25mm x 1.25mm WLP封装– 3MHz PWM开关频率

• 集成保护– 软启动– 输入欠压锁定– 短路保护– 过热关断

IN OUT_LX_

GND_

CIN4.7µF

L11µH

COUT22µF

INPUT2.5V TO 5.5V

OUTPUT3.7V, 1A

EN

TREN

MAX8969

图35..MAX8969自动跟踪升压转换器典型应用电路

利用真关断(True.Shutdown)延长电池寿命

对于升压型转换器，输入和输出之间通过电感和输出FET体二极管形成一条支流通路。如果存在负载，即使转换器关断，该通路也会从输入源出电流。同步开关模式下，输出NFET的体二极管在关断状态时为正偏，允许电流从电池流向输出。如果不能关断负载，就要求外部开关，以避免在关断期间耗尽电池。一种专有设计利用输出PFET定位体二极管，防止导通。这允许输出在关断状态时下降到GND，消除输入和输出之间的连接。真关断对于要求的总线电压高于电池电压的电池供电设备至关重要。图36和图37所示为典型升压转换器和真关断升压转换器。仅在较短时间要求输出电压，而关断发生的非常频繁。

使能关断模式时，传统升压转换器在体二极管中存在电流，而真关断升压转换器则阻塞电流。这样就能在升压转换器不工作时降低从电池吸收的静态电流，延长电池寿命。

真关断的优势：

• 降低系统尺寸和成本– 不要求负载开关

• 延长电池寿命– 负载不吸收电流(转换器关断时)

• 电池保护– 负载隔离(转换器关断时)

IOUT > 0A

OUT_

P1 = SWITCHINGN1 = SWITCHING

LX_IN

TYPICAL BOOST SHUTDOWN:

P1 BODY DIODE

LOAD

图36..典型升压转换器关断

典型升压转换器关断：

P1 BODY DIODEOUT_

P1 = OFFN1 = OFF

LX_IN

TRUE SHUTDOWN:

LOAD

IOUT = 0A

图37..真关断升压转换器

真关断：






高效升/降压稳压器许多电池应用中，必须对处于电池电压范围内的系统电压进行稳压。由于电池电压可能高于或低于系统电压，取决于电池的SOC，所以就带来了挑战。对于此类应用，使用具有降压和升压功能的转换器就至关重要。

该问题的常见方案是使用升/降压转换器提供输出电压调节。MAX77801 (图38)采用4开关H桥配置，仅使用单个电感，即可支持降压和升压工作模式。独特的控制算法允许高效、卓越的电源/负载瞬态响应，以及在降压和升压模式之间平稳切换。MAX77801也具有动态电压调节(DVS)逻辑输入，便于在两种预编程电压之间切换，且带有可编程上升/下降速率控制。全部这些特性均集成在小尺寸WLP或TQFN封装中。

MAX77801关键特性• 设计灵活性

– 高达2A输出电流– 数字可调节VOUT (2.6V至4.1875V，步长12.5mV)– 高速I2C接口(高达3.4MHz)

• 延长电池寿命– 55μA静态电流– 峰值效率高达97%

• 较小方案尺寸– 2.5MHz开关频率– WLP和TQFN封装

• 集成保护– POK输出– 软启动– 真关断– 热关断

– 短路保护

0.1µF100kΩ1.5kΩ

POK

SDA

SCL

LXBB1

INBB

POK

SDA

SCL

LXBB2

OUTBB

FB_BB

EN

DVS

GND

1µH

PGNDBB

EN

DVS

VIN

MAX77801

1µF10µF47µF

1.5kΩ

VIO

VOUT

VIO

VSYS







器件

VIN.(最小值).(V)

VIN.

(最大值)(V)

VOUT1.(最小值).(V)

VOUT1.(最大值).(V)

预设.VOUT.(V)

IOUT1.(最大值).

(A)开关.类型

同步.开关

ICC.(最大值).(mA)

DC-DC.输出

工作频率(kHz). 封装/引脚

可用.最小封装.(含引脚的最大值).(mm2)

远端检测方案.

MAX8952 2.5 5.5 0.77 1.4 2.5 内部是 0.08 1 3250 WLP/16 4.5

MAX8649* 2.5 5.5 0.75 1.381.05, 1.23,

1.271.8 内部是 0.07 1 3250 WLP/16 4.5

MAX8973A* 2.6 4.5 0.6 1.4 1, 1.2 9 内部是 0.19 1 2000 WLP/28 6.6

电压定位方案

MAX1556_* 2.6 5.5 0.75 5.5 1.8, 2.5, 3.3 1.2 内部是 0.016 1 1000 TDFN-EP/10 9.6

MAX1557* 2.6 5.5 0.75 5.5 1, 1.3, 1.5 0.6 内部是 0.016 1 1000 TDFN-EP/10 9.6

MAX1733* 2.7 5.5 1.25 2 0.25 内部是 0.07 1 1200 SOT23/5 9

MAX8560 2.7 5.5 0.6 2.5 0.5 内部是 0.08 1 4000 TSOT/5 8.3

MAX8640Y* 2.7 5.5 0.8 2.51, 1.1,

1.2, 1.3, 1.5, 1.8, 2.5

0.5 内部是 0.048 1 2000μDFN/6, SC70/6

1.6

MAX8640Z* 2.7 5.5 1.1 1.81.1, 1.2, 1.3,

1.5, 1.80.5 内部是 0.048 1 4000

μDFN/6, SC70/6

1.6

MAX77596* 3.5 24 1 103.3,

50.3 内部是 0.003 1 1700 TDFN/10


表5..降压转换器——远端检测和电压定位产品选型表

*备有评估板。










https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/switching-regulators/MAX8640Y.html

https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/switching-regulators/MAX8640Z.html




器件

VIN.(最小值).(V)

VIN.(最大值).(V)

VOUT1.(最小值)(V)

VOUT1.(最大值)(V)

预设.VOUT..(V)

IOUT1.(最大值)(A)


关断耗流.(典型值)..(μA)

DC-DC输出

工作频率(kHz). 封装/引脚

可用最小封装.(含引脚的最

大值).(mm2)

支持电压定位的升压转换器

MAX8969* 2.5 5.5 3.3 5 3.3, 5 1 0.045 5 1 3000 WLP/9 1.7

带真关断的升压转换器

MAX1606* 0.8 5.5 1.25 28 0.02 0.32 0.1 1 500 μMAX®/8 15.6

MAX1795* 0.7 5.5 2 5.5 3.3, 5 0.18 0.045 2 1 μMAX/8 15.6

MAX1947* 0.7 3.6 1.8 3.31.8, 1.9, 2.5, 2.7, 3, 3.3

0.25 0.11 1 TDFN-EP/8 9.6

MAX8570*MAX8571*MAX8574*

2.7 5.5 2.7 28 15 0.025 0.035 0.05 1SOT23/6, μDFN/6

4.2

MAX8614* 2.7 5.5 3 24 0.125 0.8 0.1 2 1000 TDFN-EP/14 9.6

MAX8969* 2.5 5.5 3.3 5 3.3, 5 1 0.045 0.8 1 3000 WLP/9 1.7

MAX17220*MAX17221*MAX17222*MAX17223*MAX17224*MAX17225*

0.4 5.5 1.8 50.085,

0.2, 0.4

0.0006 0.001 1 2000WLP/6, μDFN/6

1.23

表6..升压转换器产品选型表


*备有评估板。

表7..降压转换器产品选型表

器件

VIN.(最小值).(V)

VIN.(最大值).(V)

VOUT1.(最小值).(V)

VOUT1.(最大值).(V)

预设VOUT.(V)

IOUT1.(最大值).(A)

输出.调节.方式

电源.就绪.信号


DC-DC.输出

工作.频率.(kHz). 封装/引脚

可用最小封装.(含引脚的最大值).

(mm2)

带真关断的升/降压转换器

MAX77801* 2.3 5.5 2.6 4.1875 3.3, 3.4 2 预设是 0.07 1 2500 WLP/20 3.89

升/降压转换器

MAX1701* 0.7 5.5 2.2 5.5 0.8 电阻是 0.11 1 400 QSOP/16 30.9

MAX1705* 0.7 5.5 2.5 5.5 0.8 电阻是 0.19 1 400 QSOP/16 30.9

MAX1706* 0.7 5.5 2.5 5.5 0.4 电阻是 0.19 1 400 QSOP/16 30.9

MAX1765* 1 5.5 1.25 51.25, 2.85

0.8 电阻否 0.2 1 1000 QSOP/16 30.9


*备有评估板。

























LED驱动器移动和手持式应用往往采用LED进行背光照明、闪光灯或状态指示器(图39)。Maxim的LED驱动器经过优化，以较小的系统占位面积实现高效率，支持各种各样的便携式应用。LED驱动器包括开关模式(基于电感)、电荷泵(基于电容)和线性结构，实现所有应用下的最优性能。

白光LED (WLED)驱动器具有高效率和支持LCD屏幕背光照明的能力。这些驱动器通过调节LED电流来控制亮度。LED可采用串联或并联配置。

传统上，基于电感的LED驱动器是高效率和长电池寿命的最佳选择。由于要求使用电感，需要小心地布局和设计，以

避免电磁干扰问题。比较容易在较宽范围的输入/输出电压比下实现高升压比和高效率。此外，较高的输出电压允许串联配置中连接较多的LED。

电荷泵方案的实施较简单，一般体积更小、成本更低，因为其依赖于小电容实现电压转换。电荷泵转换器一般只有在产生的电压为其输入电压的离散倍数时(例如1.5、2 倍)，效率才较高。但较新的电荷泵控制器已经出现，能够在较宽范围的输入/输出电压比下提供较高效率。电荷泵方案通常用于LED并联配置。

线性电流调节器方案的优势是简单、尺寸较小、成本较低。其效率远远低于开关式方案，但具有严格的电流调节，可减小亮度波动以及避免EMI问题。

LED DRIVERS

INDICATORS

WLED FLASH

BACKLIGHT

图39..典型LED驱动器应用





LED驱动器拓扑

基于电感(MAX1698/MAX1698A).(图40)• 一个灯串中包含多个LED

– 较高输出电压

• 支持高亮LED– 高输出电流

• 出色的重负载效率

• 较宽输入电压范围

• 成本较高

• EMI较大

• 设计复杂度较高

电荷泵(MAX8647/MAX8648).(图41)• 小尺寸

– 要求的外部电容较少

• 出色的轻载效率

• 灯串中的LED总数受限于额定输出电流

• 由于开关原因，存在EMI

• 在较窄输入电压范围内拥有最佳效率

• 每个LED要求电阻– 传导损耗降低效率

线性控制(MAX1916).(图42)• 受控电流源

– ±3%严格电流调节– 亮度波动较小

• 无EMI问题

• 灯串中的LED总数受限于输入电压

• 效率较低

VCC

VOUT

COUT

SHDN

FBGND

ADJ

REF

CSON

OFF

PGND

EXT

D1

VCC

VBATTL

ILED

RFB RN

MAX1698MAX1698A

CURRENTREGULATOR

CURRENTREGULATOR

CURRENTREGULATOR

CURRENTREGULATOR

CURRENTREGULATOR

CURRENTREGULATOR

EP

IN

GND

LED5

LED4

LED3

LED2

LED1

LED6

NEGVIN

2.7V TO 5.5V

SCL (ENB)

C11μF

C1P C1N

C31μF

C2P C2N

C21μF

TP7

VIN

CURRENTSOURCE

CONTROL

I2C ORSERIAL PULSE

INTERFACEAND

CONTROL

THERMALSHUTDOWN

SELMIN

C41μF

1MHzOSCILATOR

INVERTINGCHARGE PUMP

VDD (ENA)

SDA (ENC)

( ) ARE FOR THE MAX8648

BIAS

MAX8647MAX8648

ON

EN

OFF

GND

SET LED1 LED2 LED3

VCTRL V+

230X230X

1.215V

1X

RSET

UVLO REF

230X

THERMALSHUTDOWN

MAX1916

图40..MAX1698/MAX1698A基于电感的LED驱动器

图41..MAX8647/MAX8648电荷泵LED驱动器

图42..MAX1916线性LED驱动器



https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/led-drivers/MAX1698.html

https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/led-drivers/MAX1698A.html






透射型LCD.LED背光驱动器

当外部照明很小或没有时，透射型LCD技术要求LED必须具有背光能力才能在屏幕上显示图像。透射型LCD屏幕常用于移动设备，为用户提供视觉反馈。为了输出电压波动很小的情况下调节亮度，以及为LED背光灯串提供保护，必须要求正确的LED照明控制方式。Maxim的LED驱动器提供LED背光屏幕要求的保护和控制，具有高效率和低IQ，支

持单节锂电池工作。图43所示为MAX8901A在典型透射型LCD背光领域的应用示例。MAX8901A提供高达24.75mA电流，最大效率达91%。器件静态电流为70μA，最大程度降低电池的额外消耗。低功耗关断模式仅有10nA关断电流，并阻塞LED电流。保护特性功能包括LED过压保护、输入欠压/过压锁定、内部软启动和热关断。图43所示为利用来自微控制器的PWM输入实现LED调光。

图43..MAX8901A.LED驱动器在透视型LCD.LED背光中的应用

MAX8901A

Li+BATTERY

MCU

PWM DIMMING

ON

IN

22μH

1μFLX

OVP 0.1μF

CS

DISPLAY BACKLIGHT

20Ω

单颗WLED照相机闪光灯驱动器

当今的许多移动设备都集成照相机，用于照相、监控、文档、成像以及其他各种应用。这些设备在明亮和昏暗环境下工作，因此照相机必须能够照亮昏暗或漆黑的场景。数码相机通常采用WLED照明，因为WLED拥有相对较小的尺寸和较高的光转换效率。MAX8607 (图44)提供照相机闪光灯应用中高电流WLED要求的高脉冲电流，为支持照相机照明设计的多功能性，MAX8607提供四种工作模式：

闪光灯模式：提供1.5A峰值脉冲电流，用于照相机闪光灯应用中驱动WLED。

影片模式：提供360mA持续电流，提供恒定光源。

Disco模式：驱动80mA持续LED电流，同时保证输出电压为固定5V。磁盘模式允许恒定LED照明，能够为使用5V电源轨的辅助功能提供高达1A电流。

关断模式：将电流降低到0.1μA，大大降低功耗，延长电池寿命。

附加特性：

• 支持高亮度白光LED– 闪光灯模式电流高达1.5A– 1.1A时的效率高达84%

• 低功耗关断模式(0.1μA)

• 小尺寸外部元件– 1MHz PWM控制器可工作在任何负载

• 集成保护– LED温度降额，实现热保护– 输出欠压/过压保护(2.38V/5.7V)– 软启动







MAX8607

Li+BATTERY

MCUI/O CONTROL

EN1/EN2

LX2.2μH

OUT

LED

WHITE LED FLASH

10μF10μF OUTS


LED环境温度降额保护

评估阶段往往并不能确切了解LED的最终工作温度，且不同工作环境下的工作温度变化可能很大。移动设备在各种各样的条件下工作，要求设计师考虑较宽范围的温度及其对LED性能的影响。过温可能造成LED损坏或使用寿命缩短，因此必须严密关注LED的结温，确保可靠性。

图45所示为各种结-环境热电阻下最大允许LED电流与环境温度的关系。在相同散热和环境温度下，热阻越大的LED的结温升高越大，因此就要求在较低的环境温度下降额使用。LED制造商通常会提供如图45所示的热降额曲线，以确保设计师不会造成LED过热。

图45..LED制造商提供的LED温度降额示例图46..MAX8595/MAX8596的LED温度降额曲线

AMBIENT TEMPERATURE (°C)

MA

XIM

UM

CU

RREN

T (m

A)

14012010080604020

200

400

600

800

1000

1200

00 160

RJ-A = 10°C/WRJ-A = 15°C/WRJ-A = 20°C/WRJ-A = 25°C/W

MAXIMUM CURRENTvs. AMBIENT TEMPERATURE

LED CURRENTvs. AMBIENT TEMPERATURE

AMBIENT TEMPERATURE (°C)

LED

CU

RREN

T (m

A)

806020 400-20

10

12

14

16

18

20

22

24

26

8-40 100

MAX8596,ILED = 25mA, TA = +25°C

MAX8595,ILED = 15mA

Maxim LED驱动器中的热降额按照结温升高比例降低LED电流，延长LED使用寿命。对于移动系统，由于尺寸所限，往往没有强制冷却，所以理解其热降额尤其重要。所选LED驱动器的温度降额功能允许将正常工作温度下的LED电流设置得较高，从而支持较亮的屏幕或者在正常屏幕亮度下使用较少的LED。此外，裸焊盘提供管芯与PCB之间的热传导，使管芯温度非常接近电路板温度，也允许基于环境系统温度进行降额。图46所示为MAX8595的环境温度降额曲线与不使用温度降额的MAX8596之间的比较。设计师必须确保LED驱动器的温度降额符合制造商的规范。







双相升压转换器和LED驱动器高度集成移动设备具有各种对设备电池要求较高的特性。许多移动设备共有的一个特性是集成LED，用于照相机闪光灯或手电筒应用。高亮度LED闪光灯要求突发电池电流，可能会造成电池欠压。为防止此类事件发生，设计师必须考虑全部峰值系统负载，以确保不会造成电池过载。

MAX77387双相升压转换器(图47)集成LED驱动器，拥有各种特性可限制不同系统事件下的LED电流。双路Tx逻辑输入用于在高电流事件期间限制LED闪光灯电流，例如在GSM或WCDMA传输期间。此外，器件具有MAXFLASH 2.0技术，可根据用户定义的输入电压门限调节LED电流。这些特性协作提供增强保护，防止电压欠压条件。此外，I2C接口允许用户动态调节大量控制和保护特性，提高系统灵活性。


• 延长电池寿命– 自适应输出电压调节– 峰值效率超过90%– 轻载时进入跳脉冲模式– 真关断

• I2C可编程– 输出电流设定– 安全定时器– 可调节的缓升/缓降速率– 高速I2C接口(高达3.4MHz)

• 较小方案尺寸– 每相均工作在4MHz开关频率//单相– 每相仅需0.47μH小电感//单相– 2.1mm x 1.73mm WLP封装

• 集成保护– NTC监测，用于LED温度保护– 过压保护– 热关断– LED开路/短路检测

MAX77387

LX_A

PGND_A

PGND_B

LX_B

IN

AGND

SDA

OUT_A

OUT_B

REGIN

FLED1

FLED2

BATTERY2.5V TO 5.5V

0.47μH

0.47μH

UVLO ANDMAXFLASH

SCL

TX1_MASK

TX2_MASK

TORCH_EN

FLASH_STB

NTC

4MHzDC-DC

STEP UPCONVERTER

4MHzDC-DC

STEP UPCONVERTER

REGISTERSAND

CONTOLLOGIC

VDD

MAX77387







器件调节结构

LED配置(最大LED/LED通道

数量)

ILED..通道(最大值).(A)

调光比.(最大值)

调光.控制

POUT.(W)

VIN范围(V)


LED灯串电压.

(最大值).(V)

工作.频率.(kHz). 封装/引脚

可用.最小封装.

(含引脚的最大值).(mm2)

温度降额LED驱动器

MAX1579* 基于电感.串联(8颗LED，1通道).

0.025模拟式，.PWM.

0.9 2.7 to 5.5 5 32 1000 TQFN/24 16.8

MAX8596_* 基于电感.串联(9颗LED，1通道).

0.025模拟式，.PWM

1 2.6 to 6 0.7 32 1000 TDFN-EP/8 9.6

MAX8607*基于电感，线性

并联(1颗LED，1通道).

1.5 数字式. 6 2.7 to 5.5 4 5.5 1000 TDFN-EP/14 9.6

MAX8647* 电荷泵.并联(6颗LED，6道)

0.024 240I2C.串口

0.6 2.7 to 5.5 0.1 5 1000 TQFN/16 9.6

MAX8648* 电荷泵.并联(6颗LED，6道).

0.024 240串行.脉冲.

0.6 2.7 to 5.5 0.2 5 1000 TQFN/16 9.6

MAX8821* 电荷泵.并联(6颗LED，6道).

0.025 256I2C.串口

0.6 2.7 to 5.5 0.12 5.5 1000 TQFN/28 16.8

LED驱动器


0.02 10模拟式，.PWM

0.8 2.7 to 5.5 0.65 40 250 TDFN-EP/8 9.6



0.9 2.6 to 5.5 0.55 26 1000 TDFN-EP/8 9.6

MAX1599 基于电感.串联(6颗LED，1通道).


0.9 2.6 to 5.5 0.55 26 500 TDFN-EP/8 9.6

MAX1698* 基于电感.串-并联(50颗LED，4通道)

0.35 20 模拟. 5 2.7 to 5.5 0.5 60 300 μMAX/10 15.4

MAX8595* 基于电感.串联(9颗LED，1通道)

0.025模拟式，.PWM.

1 2.6 to 6 0.7 32 1000 TDFN-EP/8 9.6

MAX8901A* 基于电感.串联(6颗LED，1通道).

0.025PWM，.串联脉冲

0.6 2.6 to 5.5 0.135 24 750See the MAX8901A data sheet

表8..LED驱动器产品选型表


*备有评估板。




https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/led-drivers/MAX8596X.html









https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/led-drivers/MAX8595X.html




图目录图1..PMIC提供的典型CPU电源轨 ...............................................................................................................................................................................3

图2..使用MAX8660 PMIC的智能电话方框图 .......................................................................................................................................................... 4

图3..使用MAX77650 SIMO的系留式蓝牙耳机应用 .............................................................................................................................................. 5

图4..使用MAX77650 SIMO的非系留蓝牙耳机应用 ...............................................................................................................................................6

图5..MAX8662典型工作电路 ..........................................................................................................................................................................................6

图6..使用MAX8662 PMIC的便携式音乐播放器应用 ..............................................................................................................................................7

图7. ILOAD > IDC时的电源通路 .......................................................................................................................................................................................8

图8..ILOAD < IDC时的电源通路 .......................................................................................................................................................................................8

图9..连接电池但未连接外部电源时的电源通路 ........................................................................................................................................................8

图10..连接外部电源但未连接电池时的电源通路 .....................................................................................................................................................8

图11..Li+电池充电和电量计量 ........................................................................................................................................................................................9

图12..安全充电的充电阶段 ............................................................................................................................................................................................10

图13..使用MAX8971电池充电器的典型手持式游戏系统.....................................................................................................................................11

图14..使用MAX8814线性电池充电器的无线传感器节点.................................................................................................................................... 12

图15..使用MMAX8903开关模式充电器的数码相机应用 .................................................................................................................................... 12

图16..MAX77818典型工作电路 ................................................................................................................................................................................... 13

图17..使用MAX77818电池充电器和电量计的无线扬声器应用 ........................................................................................................................14

图18..MAX17055电量计在电池组系统中的应用 ................................................................................................................................................... 17

图19..MAX17055电量计在自备电池系统中的应用 ............................................................................................................................................... 17

图20..利用安全认证防止假冒伪劣电池 .....................................................................................................................................................................18

图21..安全认真过程方框图 ............................................................................................................................................................................................19

图22..使用MAX17201电量计实现电池组安全认证 ...............................................................................................................................................19

图23..深度休眠模式下的MAX17048电量计 ...........................................................................................................................................................20

图24..活跃模式下的MAX17048电量计.....................................................................................................................................................................20

图25..MAX17215多节电池电量计在机器人/无人机领域的应用 ......................................................................................................................20

图26..电池供电应用的典型DC-DC转换器 ............................................................................................................................................................... 22

图27..Buck转换器接地电阻影响反馈信号 ............................................................................................................................................................... 22

图28..MAX8649/MAX8649A采用差分反馈来旁路GND阻抗............................................................................................................................ 23

图29..正确的开尔文检测连接 ....................................................................................................................................................................................... 23

图30..无电压定位的负载阶跃 ....................................................................................................................................................................................... 23

图31..采用电压定位的负载阶跃 .................................................................................................................................................................................. 23

图32..MAX1556/MAX1556A典型工作电路 ............................................................................................................................................................ 24





图33..MAX1556电压定位负载线 ................................................................................................................................................................................ 24

图34..MAX77596宽VIN降压转换器，适用于USB Type-C端口控制器 .......................................................................................................... 24

图35..MAX8969自动跟踪升压转换器典型应用电路 ............................................................................................................................................ 25

图36..典型升压转换器关断 ........................................................................................................................................................................................... 25

图37..真关断升压转换器 ................................................................................................................................................................................................ 25

图38..MAX77801典型工作电路 .................................................................................................................................................................................. 26

图39..典型LED驱动器应用 ............................................................................................................................................................................................ 29

图40..MAX1698/MAX1698A基于电感的LED驱动器 ..........................................................................................................................................30

图41..MAX8647/MAX8648电荷泵LED驱动器 .......................................................................................................................................................30

图42..MAX1916线性LED驱动器 .................................................................................................................................................................................30

图43..MAX8901A LED驱动器在透视型LCD LED背光中的应用 ...................................................................................................................... 31

图44. MAX8607典型工作电路 ..................................................................................................................................................................................... 32

图45..LED制造商提供的LED温度降额示例 ............................................................................................................................................................ 32

图46..MAX8595/MAX8596的LED温度降额曲线 .................................................................................................................................................. 32

图47..MAX77387典型工作电路 .................................................................................................................................................................................. 33

图目录(续)




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Wi-Fi是Wi-Fi Alliance Corporation的注册商标。

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https://https//www.maximintegrated.com/cn/products/power/power-management-ics.html

https://www.maximintegrated.com/cn/app-notes/index.mvp/id/3174

https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/battery-management.html









https://www.maximintegrated.com/cn/design/partners-and-technology/design-technology/modelgauge-battery-fuel-gauge-technology.html


https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/switching-regulators.html


https://www.maximintegrated.com/en/ee_sim/index.mvp



http://maxim.transim.com/Loader/New.aspx

https://www.maximintegrated.com/en/products/power/led-drivers.html

https://www.maximintegrated.com/en/products/power/led-drivers.html

https://www.maximintegrated.com/cn/products/power/led-drivers.html


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