MCP7383X Li-Ion系统电源路径管理参考设计解析

在当今便携式电子设备飞速发展的时代，锂离子（Li-Ion）/锂聚合物（Li-Polymer）电池凭借其优良特性，成为了移动设备的主流电源。然而，要实现这些电池的高效、安全使用，电源路径管理设计至关重要。Microchip的MCP7383X Li-Ion系统电源路径管理参考设计，就为产品设计师们提供了一个优秀的解决方案。

文件下载：MCP7383XRD-PPM.pdf

一、产品概述

1.1 设计背景

便携式电子设备在现代生活中扮演着举足轻重的角色，而Li-Ion/Li-Polymer电池因其能量密度高、自放电率低等优点，成为了移动设备的首选电源。但在设计中，需要格外注意电池的使用和管理。系统电源路径管理可以让用户在充电时不中断设备的使用，Microchip的这款参考设计正是为了帮助产品设计师缩短产品设计周期而开发的。

1.2 设计功能

该参考设计展示了Microchip的MCP73832和MCP73833两款独立的单节Li-Ion/Li-Polymer充电管理控制器的特性，具备负载共享系统电源路径管理能力。

• MCP73832电路：最大可编程快速充电电流可达500 mA。
• MCP73833电路：最大可编程快速充电电流可达1 A，并且有电源良好指示器和额外的状态输出。 两个电路都具备负载共享系统电源路径管理功能，即直流电源在为Li-Ion电池充电的同时可以支持系统负载；当直流电源断开时，Li-Ion电池将支持系统负载并停止充电。此外，可通过板上的SPDT拨码开关为每个电路预设两种快速充电电流值，让用户体验不同的充电速度。

1.3 设计套件内容

• Li-Ion电池充电器系统电源路径管理参考设计板（编号102 - 00120）：这是核心的硬件部分，集成了相关电路和元件。
• 模拟和接口产品演示板CD - ROM（DS21912）：包含了Li - Ion系统PPM参考设计文档（DS51746）、MCP73833数据手册（DS21984）和MCP73832数据手册（DS22005），为用户提供了详细的技术资料。

二、安装与操作

2.1 设计用途与应用场景

该参考设计展示了Microchip的MCP73832和MCP73833独立线性Li - Ion电池充电器，允许输入电源为系统负载供电，当输入电源断开时，Li - Ion电池也能支持系统负载。其典型应用场景包括智能手机、PDA、便携式媒体播放器、MP3播放器、数码相机、手持医疗设备、蓝牙耳机、超移动PC和便携式通信设备等。

2.2 设计特性

• 负载共享系统电源路径管理：支持在为单节Li - Ion电池充电的同时为系统负载供电，且不影响Microchip独立充电管理控制器的充电算法。
• 电源切换：当输入电源移除时，系统负载由Li - Ion电池支持。
• 状态指示：蓝色LED指示充电状态；MCP73833还配备红色LED指示电源良好（(overline{PG})），绿色LED指示充电完成。
• 充电电流选择：通过拨码开关，MCP73833可在1000 mA（H）和50 mA（L）之间选择可编程快速充电电流，MCP73832可在400 mA（H）和25 mA（L）之间选择。
• 温度监测：MCP73833的THERM引脚可用于通过热敏电阻进行温度监测，默认禁用，可启用与NTC热敏电阻配合使用。
• 其他特性：包括对深度耗尽电池的预处理、内部安全定时器（MCP73833）、自动充电终止、自动再充电、热调节以及采用带外露焊盘的小型DFN封装作为额外的散热片。

2.3 操作步骤

2.3.1 电源输入和输出连接

1. 电池连接：将电池正极连接到(V{BAT+})，负极连接到(V{BAT})。
2. 电源连接：将5V直流电源负极连接到(V{SS})，正极连接到(V{DD})。此时，电源存在时应启动电池充电周期。
3. 充电电流设置：将DIP开关置于“H”，MCP73832的快速充电电流为400 mA，MCP73833为1000 mA；置于“L”，MCP73832为25 mA，MCP73833为50 mA。也可根据图2 - 1和图2 - 2使用不同电阻来编程快速充电电流。
4. 负载连接：将负载正极连接到板上的系统负载，负极连接到(V{SS})或(V{BAT})，负载可以是功率电阻或电子负载。
5. 电源切换测试：移除直流电源后，负载应由Li - Ion电池支持。

三、电路原理图与布局

附录A包含了Li - Ion电池充电器系统电源路径管理参考设计的原理图和布局图，包括电路板原理图、顶层、顶层金属层和底层的布局。这些图纸为工程师在实际设计和调试过程中提供了重要的参考。

四、物料清单

附录B列出了构建该参考设计所需的物料清单，包括各种电容、电阻、LED、开关、测试点、集成电路等元件的详细信息，如数量、参考编号、描述、制造商和零件编号等。需要注意的是，制造中使用的物料清单采用了所有符合RoHS标准的元件。

五、技术支持与资源

5.1 推荐阅读资料

• MCP73832数据手册（DS21984）：提供了MCP73832产品系列的详细信息。
• MCP73833数据手册（DS22005）：提供了MCP73833产品系列的详细信息。
• 应用笔记AN1149（DS01149）：提供了使用Microchip独立Li - Ion/Li - Polymer充电管理控制器产品系列进行设计的一般信息。

5.2 网站资源

Microchip通过其网站（www.microchip.com）提供在线支持，包括产品支持（数据手册、勘误表、应用笔记、示例程序、设计资源、用户指南和硬件支持文档、最新软件版本和存档软件）、一般技术支持（常见问题解答、技术支持请求、在线讨论组、Microchip顾问计划成员列表）以及业务相关信息（产品选择器和订购指南、最新Microchip新闻稿、研讨会和活动列表、Microchip销售办事处、经销商和工厂代表列表）。

5.3 客户支持渠道

用户可以通过以下渠道获得Microchip产品的支持：

• 经销商或代表
• 当地销售办事处
• 现场应用工程师（FAE）
• 技术支持（http://support.microchip.com）

Microchip的MCP7383X Li - Ion系统电源路径管理参考设计为电子工程师在Li - Ion电池充电管理和电源路径管理方面提供了一个全面、实用的解决方案。通过合理利用该参考设计和相关资源，工程师可以更高效地完成产品设计，降低设计风险，提高产品性能。大家在实际应用中是否遇到过类似设计的挑战呢？又有哪些独特的解决方法呢？欢迎在评论区分享交流。