MAX9928/MAX9929：高性能电流感测放大器的卓越之选

在电子设备的设计领域，尤其是涉及电池管理和电流监测的应用中，选择一款合适的电流感测放大器至关重要。今天，我们就来深入探讨Maxim Integrated推出的MAX9928/MAX9929系列低功耗、单/双向、高端电流感测放大器，看看它能为我们的设计带来哪些惊喜。

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一、产品概述

MAX9928/MAX9929专为笔记本电脑、手机和其他便携式设备中的电池充电和放电电流监测而设计。它具有-0.1V至+28V的宽输入共模电压范围，这一特性使得即使测量导轨接地短路，电流感测信息仍能保持准确，而且该范围与电源电压无关。其供电电流低至20μA，输入失调电压（VOS）小于0.4mV，增益精度优于1.0%。

该系列有两种版本可供选择：MAX9928F具有电流输出，跨导比为5μA/mV，可通过外部电阻将输出电流转换为电压，实现可调增益；MAX9929F则具有电压输出，集成了10kΩ输出电阻，固定电压增益为50V/V。此外，数字SIGN输出可指示电流流向，方便用户利用整个ADC输入范围测量充电和放电电流。

二、产品特性亮点

宽输入范围与低功耗

• 宽共模范围：-0.1V至+28V的共模范围，使其能够适应各种复杂的电源环境，无论是低压还是高压系统都能稳定工作。
• 低功耗设计：仅20μA的静态供电电流，对于电池供电的便携式设备来说，大大延长了电池续航时间，符合节能设计的趋势。

高精度性能

• 低输入失调电压：最大0.4mV的输入失调电压，确保了测量的准确性，减少了误差的引入。
• 高增益精度：增益精度优于1%，这在需要精确测量电流的应用中至关重要，能够提供可靠的数据支持。

灵活的输出配置

• 跨导和增益版本可选：用户可以根据具体应用需求选择MAX9928F的电流输出或MAX9929F的电压输出，满足不同系统的接口要求。
• SIGN输出指示电流极性：方便用户实时了解电流的流向，对于电池充电和放电状态的监测非常有用。

小封装优势

提供超小型的3x2 UCSP（1mm x 1.5mm）和8引脚μMAX封装，节省了电路板空间，适合对尺寸有严格要求的便携式设备设计。而且UCSP封装与MAX4372在引脚布局上兼容，方便工程师进行产品升级和替换。

三、详细的电气特性

直流特性

• 输入失调电压（Vos）：在不同的共模电压和温度条件下，Vos的表现有所不同。例如，在VRs+ = 3.6V、TA = +25°C时，Vos典型值为±0.1mV，最大为±0.4mV；在TA从-40°C到+125°C的范围内，Vos会有所增大。
• 共模输入范围（VCMR）：为-0.1V至+28V，能够适应广泛的电压变化，保证了在不同电源电压下的正常工作。
• 共模抑制比（CMRR）：在不同的共模电压和温度条件下也有不同的表现。例如，在2V ≤ VRs+ ≤ 28V、TA = +25°C时，CMRR典型值为104dB，表现非常出色，能够有效抑制共模干扰。

交流特性

• -3dB带宽（BW）：MAX992_F在VSENSE = 50mV时，-3dB带宽为150kHz，能够满足大多数应用的带宽要求。
• 输出建立时间（tSET）：在不同的输入电压阶跃下，输出能够快速稳定。例如，在VRs+ = 3.6V、CLOAD = 10pF、RoUT = 10k（MAX9928F）的条件下，VSENSE从5mV到50mV阶跃时，tSET为6μs。

四、典型应用场景

便携式设备电池管理

在笔记本电脑、智能手机等便携式设备中，准确监测电池的充电和放电电流是保证电池安全和延长使用寿命的关键。MAX9928/MAX9929的宽输入范围和高精度特性，能够实时、准确地监测电池的充放电状态，为电池管理系统提供可靠的数据支持。

通用系统电流监测

在各种电子系统中，对电路板级的电流进行监测可以帮助工程师及时发现电路中的故障和异常情况。MAX9928/MAX9929可以方便地集成到系统中，实现对电流的实时监测。

智能电池组和充电器

对于智能电池组和充电器，需要精确控制充电和放电过程，以确保电池的安全和性能。MAX9928/MAX9929的SIGN输出可以指示电流方向，帮助充电器判断电池的充电和放电状态，实现智能充电管理。

超级电容器充放电监测

在一些需要临时或应急能量存储的系统中，超级电容器被广泛应用。MAX9928/MAX9929的宽输入共模电压范围从-0.1V到28V，能够适应超级电容器的电压变化，实时监测其充放电状态，保证系统的稳定运行。

五、设计注意事项

选择合适的感测电阻（RSENSE）

• 电压损失：高RSENSE值会导致电源电压因IR损失而下降，为了减少电压损失，应选择尽可能低的RSENSE值。
• 精度要求：高RSENSE值可以使较低的电流测量更加准确，因为当感测电压较大时，失调的影响会相对减小。
• 效率和功耗：在高电流水平下，RSENSE中的I²R损耗可能会很显著，因此在选择电阻值和功耗（瓦数）额定值时需要考虑这一点。同时，要避免感测电阻过热导致其阻值漂移。
• 电感问题：如果ISENSE中有较大的高频分量，应尽量降低电感。线绕电阻的电感最高，金属膜电阻相对较好，而低电感金属膜电阻是更好的选择。

关于SIGN输出

在电池供电系统中，SIGN输出可以用于判断电池是充电还是放电。但需要注意的是，当VSENSE在-1.8mV至-1.2mV之间时，SIGN输出可能无法正确指示负载电流的方向。如果不需要电流方向信息，可以不连接SIGN引脚。

六、总结

MAX9928/MAX9929电流感测放大器以其宽输入范围、低功耗、高精度和灵活的输出配置等优点，在电池管理、电流监测等应用领域具有很大的优势。电子工程师在设计相关电路时，可以根据具体的应用需求和设计要求，充分发挥该系列产品的特性，实现高效、可靠的电流感测和监测功能。同时，在实际应用中，要注意选择合适的感测电阻和正确处理SIGN输出等问题，以确保设计的稳定性和可靠性。大家在使用过程中是否也遇到过类似的电流感测放大器选择和设计问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。