MAX8934A - MAX8934E：双输入线性充电器的技术剖析

在电子设备的电源管理领域，充电器的性能至关重要。Maxim Integrated推出的MAX8934A - MAX8934E系列双输入线性充电器，凭借其先进的功能和特性，为便携式设备的电源管理提供了优秀的解决方案。今天，我们就来深入剖析这款充电器的技术细节。

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产品概述

MAX8934A - MAX8934E系列是具备智能电源选择器的双输入Li+/Li - Poly线性电池充电器，能依据JEITA建议安全地为单节Li+/Li - Poly电池充电。在充电过程中，它会监测电池温度（TBATT），并根据温度变化自动调整快充电流和充电终止电压。同时，在电池放电时也会监测温度，若电池过热，会向系统发出警告标志（OT）。此外，还支持两种安全配置文件。其超低IQ、常开的LDO能为系统电源提供额外的3.3V电源。

关键特性

智能电源选择与输入灵活性

• 电源输入方式多样：该系列充电器既可以使用USB和AC适配器分别作为输入电源，也可以使用单个输入同时接受两者。充电和在电池与外部电源之间切换负载的所有电源开关都集成在芯片上，无需外部MOSFET。
• 智能电源分配：智能电源选择器能充分利用有限的USB或适配器电源。输入电流限制和电池充电电流限制可独立设置，系统未使用的输入功率会用于给电池充电。不同型号的USB输入电流限制有所不同，如MAX8934A/MAX8934B/MAX8934C/MAX8934E的USB输入电流可设置为100mA或500mA，而MAX8934D的USB输入电流最大可达1.5A。同时，能自动进行输入选择，将系统负载从电池切换到外部电源。

先进的电池温度监测

• 自动调整充电参数：严格遵循JEITA建议，在充电和放电过程中实时监测电池温度。根据温度变化，自动调整快充电流和充电终止电压，确保电池充电安全。
• 过热警告功能：当电池温度超过设定阈值时，OT标志会向系统发出警告，提醒系统采取相应措施，避免电池过热带来的安全隐患。

其他实用特性

• 多种保护功能：具备过压保护（OVP）、开漏充电状态和故障输出、电源正常监测、充电定时器以及电池热敏电阻监测等功能。此外，片上热限制功能可降低电池充电速率，防止充电器过热。
• 稳定的输出电压：MAX8934A提供5.3V的SYS输出电压，而MAX8934B - MAX8934E提供4.35V的SYS输出电压，能满足不同系统的电源需求。

电气特性分析

输入调节器特性

• DC - to - SYS预调节器：DC工作电压范围为4.1V - 6.6V，能承受一定的过压和欠压情况。DC的欠压阈值和过压阈值分别有明确的规定，且工作电源电流和暂停电流也在合理范围内。同时，DC到SYS的导通电阻和降压电压等参数也保证了电源传输的效率和稳定性。
• USB - to - SYS预调节器：USB工作电压范围同样为4.1V - 6.6V，具备与DC - to - SYS预调节器类似的特性，如欠压和过压阈值、暂停电流、导通电阻和降压电压等，确保USB输入电源的稳定传输。

电池充电器特性

• 充电参数设置：BATT - to - SYS导通电阻较小，能有效减少能量损耗。电池调节电压在不同的安全区域和温度条件下有不同的设置，以保证电池充电的安全性和效率。快充电流范围为0.3A - 1.5A，可通过ISET电阻进行设置。
• 充电过程控制：充电过程包括预充电、快充和顶充等阶段。预充电阈值为2.9V - 3.1V，当电池电压达到该阈值后进入快充阶段。快充电流根据ISET电阻设置，当充电电流下降到快充电流的10%时，进入顶充阶段，顶充时间因型号而异，MAX8934A/MAX8934C/MAX8934E为15s，MAX8934B/MAX8934D为60min。

热敏电阻监测特性

• 温度阈值设置：根据不同的热敏电阻Beta值（如3477和3964），设置了多个温度阈值，包括冷态无充电阈值（T1）、冷态阈值（T2）、热态阈值（T3）、热态无充电阈值（T4）和热态过温阈值（TOT）。当电池温度超出这些阈值范围时，充电器会采取相应的措施，如暂停充电、降低充电电流等。
• 温度监测应用：通过连接外部负温度系数（NTC）热敏电阻到THM输入，可实时监测电池或系统温度。热敏电阻监测电路采用外部偏置电阻，可使用任意阻值的热敏电阻，只要RTHMSW的值与热敏电阻在+25°C时的阻值相等即可。

典型应用电路与设计要点

典型应用电路

文档中给出了两种典型应用电路，一种是使用单独的DC和USB连接器，另一种是使用5 - pin USB连接器或其他DC/USB通用连接器。这些电路展示了如何正确连接各个引脚和外部组件，以实现充电器的正常工作。

设计要点

• 引脚连接：详细介绍了各个引脚的功能和连接方法，如DC引脚用于连接AC适配器或USB输入，CEN引脚用于控制充电器的开启和关闭，ISET引脚用于设置快充电流等。
• 外部组件选择：列出了外部组件的清单，包括电容、电阻和热敏电阻等，并给出了推荐的型号和参数。这些组件的选择对于充电器的性能和稳定性至关重要。
• PCB布局和布线：良好的PCB布局和布线能减少接地反弹和电压梯度，提高充电器的性能。建议GND引脚只在一点连接到电源接地平面，电池接地直接连接到电源接地平面，输入电容应尽可能靠近芯片放置，高电流走线应尽量短而宽。

总结

MAX8934A - MAX8934E系列双输入线性充电器以其智能电源选择、先进的电池温度监测和丰富的保护功能，为便携式设备的电源管理提供了可靠的解决方案。在实际设计中，电子工程师可以根据具体需求选择合适的型号，并按照设计要点进行电路设计和PCB布局，以充分发挥该系列充电器的性能优势。你在使用这款充电器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。