MAX1773/MAX1773A：双电池系统电源选择器的全面解析

在电子设备的电源管理领域，双电池系统的电源选择与管理一直是一个关键且具有挑战性的问题。今天，我们就来深入探讨一下Maxim Integrated推出的MAX1773/MAX1773A电源选择器，看看它是如何解决双电池系统中的电源控制难题的。

文件下载：MAX1773A.pdf

一、产品概述

MAX1773/MAX1773A是高度集成的IC，作为多电源系统的控制逻辑核心。它能够直接驱动外部P沟道MOSFET，依据电源的存在情况和电池状态，从交流适配器和双电池源中进行选择，实现充电和放电操作。其内部集成了模拟比较器，可检测电池的低电量状况，并通过电池热敏电阻输出判断电池是否存在。

推荐选择

对于新设计，推荐使用MAX1773A。

二、产品优势与特性

1. 专利拓扑结构

采用专利的7 - MOSFET拓扑，提供低成本解决方案，能够自动检测并响应多种情况，如低电池电压、电池插拔、交流适配器接入等。

2. 直接驱动能力

可直接驱动P沟道MOSFET，简化了电源管理微处理器（μP）的固件开发。

3. 延长电池寿命

允许电源管理μP进入待机状态，从而延长电池使用寿命。

4. 宽输入电压范围

支持4.75V至28V的交流适配器输入电压范围。

5. 集成LDO

具备1mA驱动能力的集成LDO。

6. 小封装设计

采用20引脚TSSOP小尺寸封装，节省电路板空间。

三、应用领域

该产品适用于多种设备，包括笔记本和亚笔记本电脑、PDA和手持终端、互联网平板电脑以及双电池便携式设备等。

四、电气特性

1. 绝对最大额定值

涵盖了各个引脚的电压、电流、功率等参数的极限值，如VBATA、VBATB、VCOMA等引脚的电压范围，以及连续电流、功耗、工作温度、存储温度等限制。在设计时，必须严格遵守这些额定值，以避免对器件造成永久性损坏。

2. 电气参数

详细列出了各种参数的最小值、典型值和最大值，包括电源电压范围、静态电流、线性调节器输出电压、比较器参数、门驱动器参数、状态输出参数以及过渡时间等。这些参数为工程师在设计电路时提供了精确的参考依据。

五、工作模式

1. 启动状态模式

当无交流适配器且最初由电池供电时，该模式发挥作用。根据电池电压和电池存在情况，确定连接到负载的电池。

2. 交流适配器状态模式

通过检测ACDET引脚的电压来判断交流适配器是否存在。当VACDET超过电池电压和4.75V时，使用交流适配器为负载供电，并在选定电池存在时连接其充电路径。

3. 标准电池状态模式

在无交流适配器且EXTLD高于2.2V时，使用电池为负载供电。BATSEL引脚允许外部控制器选择电池，同时还存在电池切换锁存器、低电量锁存器和放电电池锁存器，以提供额外的功能和防止不必要的电池切换。

六、电池检测

通过监测电池的热敏电阻电压（VTHM）与热敏电阻触发点（VTCOMP）进行比较，判断电池是否存在。当VTHM < VTCOMP时，认为电池存在；反之则认为电池不存在，不进行充电或放电操作。

七、MOSFET驱动

1. 主动上拉驱动

为了减少切换瞬态期间无电源连接到外部负载的时间，使用主动上拉驱动放电路径（DIS）和公共路径（COM）。在初始阶段使用大电流驱动，当电压接近目标值时，切换到较弱的驱动来维持电压。

2. 防止直通

在从一个电池放电切换到另一个电池放电时，防止电池之间的直通现象。只有在检测到第一个电池与EXTLD断开连接后，才会连接第二个电池到EXTLD。

3. PDS和CHG_驱动

不限制施加到PDS PMOSFET的栅源电压，其最小VGS由PDS灌电流和外部电阻决定；使用开集电极驱动打开充电路径，需合理选择上拉电阻值，以确保快速开启PMOS FET并满足VGS要求。

八、VDD调节器

内部集成线性调节器，输出电压标称值为3.3V。不用于为外部电路供电时，使用0.33μF陶瓷电容旁路；为外部负载提供高达1mA电流时，使用3.3μF钽电容旁路。

九、应用信息

1. 负载切换瞬态

电源切换时会在负载上产生瞬态电压（ΔVEXTLD），可通过负载电容（CEXTLD）进行最小化。瞬态电压可近似为： [Delta V{EXTLD }=frac{i{EXLTLD } × t{SWITCHOVER }}{C{EXTLD }}] 其中，tSWITCHOVER取决于电池电压下降情况，可能由电池切换延迟、电池动作延迟或热敏电阻动作延迟等组成。

2. 电源切换瞬态

突然切换电源时会产生电流瞬态，峰值电流可近似为： [P K=frac{Delta V{EXTLOAD }}{R{SOURCE }+R{SWITCH }+R{ESR}}] 瞬态持续时间由电源电阻、开关电阻、等效串联电阻和输出电容决定。

十、典型操作示例

通过一个典型的充放电循环示例，展示了在不同时间点，如插入电池、移除交流适配器、电池电压下降等情况下，MAX1773/MAX1773A如何自动切换电源路径和更新状态输出。

十一、设计建议

1. 功率MOSFET选择

选择具有低VGS阈值（逻辑电平FET）和低RDS(ON)的PMOS FET，并确保其VDS和VGS额定值满足电路要求。推荐的制造商包括Fairchild、IR和Siliconix等。

2. 布局指南

由于该产品不使用快速开关时间或高频，布局要求相对较低。应保持外部PMOS FET的栅极连接短，以减少电容耦合、降低寄生电感并确保稳定性；同时，尽量缩短电源路径长度，以降低路径电阻。

十二、总结

MAX1773/MAX1773A为双电池系统的电源管理提供了一个全面、高效且可靠的解决方案。其丰富的功能和良好的电气特性，能够满足多种应用场景的需求。在实际设计中，工程师可以根据具体需求，合理运用这些特性，优化电源管理电路的性能。大家在使用过程中，是否遇到过类似产品在电源切换时的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。