双电池系统电源选择器MAX1773/1773A
摘要:MAX1773/1773A是用于双电池系统的电源选择器,它允许外部控制器去管理双电池组、适配器输入、电池充电器和系统负载所需的电源连接。文中介绍了MAX1773/1773A的特点、引脚功能、内部结构和工作原理,给出了MAX1773/1773A的典型工作电路。
关键词:MAX1773/1773A 双电池系统 电源选择器
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;javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>
●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 | 地 |
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