MAX8808X/MAX8808Y/MAX8808Z：小巧高效的单节锂电池充电器

在电子设备飞速发展的今天，锂电池作为主要的能量存储设备，其充电器的性能和尺寸成为了关键因素。Maxim推出的MAX8808X/MAX8808Y/MAX8808Z系列单节锂电池充电器，以其集成度高、尺寸小巧等特点，为手持设备提供了理想的充电解决方案。

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一、产品概述

MAX8808X/MAX8808Y/MAX8808Z是智能、独立的恒流/恒压（CCCV）热调节线性充电器，专为单节锂离子（Li+）电池充电而设计。该系列产品集成了电流检测电路、MOS传输元件和热调节电路，并且省去了反向阻断肖特基二极管，为手持设备打造了最简单、最小巧的充电解决方案。

1. 不同型号特点

• MAX8808X：作为独立充电器，可控制从预充电状态到快速充电、顶部充电和充满指示的整个充电序列。
• MAX8808Y和MAX8808Z：省去了预充电状态，允许在无电池的情况下启动负载。

2. 热调节功能

专利热调节电路在快速充电或高环境温度下限制芯片温度，在不损坏IC的前提下实现最大充电电流。

3. 高灵活性设计

通过外部电阻提供可调的快速充电电流，还具备电池充电状态指示器（CHG）、控制输入（EN）和输入电源检测输出（ACOK）等功能。

4. 宽输入电压范围和温度范围

接受 +4.25V 至 +15V 的电源输入，但当输入电压超过 +7V 时会禁用充电，以保护设备免受不合格或有故障的交流适配器影响。该系列产品可在 -40°C 至 +85°C 的扩展温度范围内工作，并采用紧凑的 8 引脚、2mm x 2mm TDFN 封装，最大高度为 0.8mm。

二、产品特性

1. 独立线性单节 Li+ 电池充电器

无需外部 FET、反向阻断二极管或电流检测电阻，简化了电路设计。

2. 可编程快速充电电流

最大可达 1A，可根据实际需求进行灵活调整。

3. 专利芯片温度调节控制

芯片温度调节阈值为 +115°C，有效保护芯片免受过热损坏。

4. 宽输入电压范围和过压保护

输入电压范围为 +4.25V 至 +15V，输入过压保护阈值高于 +7V。

5. 充电电流监测

可用于电量计量，方便用户了解电池充电状态。

6. 低压降电压

在 500mA 时压降仅为 300mV，提高了充电效率。

7. 输入电源检测输出和充电使能输入

方便与其他电路进行接口和控制。

8. 软启动功能

限制浪涌电流，保护电源和电池。

9. 充电状态输出

可用于 LED 或微处理器（µP）接口，直观显示充电状态。

10. 小巧封装

2mm x 2mm 8 引脚 TDFN 封装，最大高度 0.8mm，适合对空间要求较高的应用。

三、电气特性

1. 输入电压范围

输入工作范围为 4.25V 至 15V，满足多种电源需求。

2. ACOK 阈值

VIN - VBATT 有 10mV 迟滞（典型值），VIN 上升时为 15 - 60mV，VIN 下降时为 10 - 45mV。

3. 过压锁定触发点

Vin 上升时，有 100mV 迟滞（典型值），触发点为 6.5 - 7.5V。

4. 输入电流

充电时（IN - IBATT）为 0.8 - 2mA，禁用时为 0.23 - 0.50mA，OFF 状态（VIN = VBATT = 4.0V）时为 0.065mA。

5. VL 输出电压和负载调节

IVL = 100A 时，VL 输出电压为 3.0V；lVL 从 100A 到 2mA 时，VL 负载调节为 -5 至 -30mV。

6. 电池调节电压

IBATT = 1mA 时，电池调节电压为 4.162 - 4.238V。

7. 其他参数

还包括预充电电流、芯片温度调节阈值、电池预充电阈值电压等多项电气参数，具体可参考数据手册。

四、典型工作特性

通过一系列图表展示了不同条件下的工作特性，如禁用模式电源电流与输入电压的关系、充电电流与输入电压和电池电压的关系、电池调节电压与环境温度的关系等。这些特性有助于工程师在设计时更好地了解产品性能，优化电路设计。

五、引脚描述

1. IN

输入电源电压，需用 1µF 或更大的陶瓷电容旁路到 GND，以改善线路噪声和输入瞬态抑制。

2. VL

内部生成的 IC 逻辑电源，用 0.47µF 陶瓷电容旁路到 GND。

3. GND

接地，将 GND 和暴露焊盘连接到大型铜接地平面，以实现最大功耗。

4. ISET

充电电流编程和快速充电电流监测，输出电流为每安培电池充电电流 1.08mA，通过连接电阻到 GND 来设置充电电流。

5. CHG

充电指示器，为开漏输出，充电开始时为低电平，电池电流低于快速充电电流的 10% 或 IC 禁用时为高阻抗。

6. EN

逻辑电平使能输入，MAX8808X 和 MAX8808Z 为低电平有效，MAX8808Y 为高电平有效。

7. ACOK

输入状态指示器，为开漏输出，当 VIN < +7V 且 (VIN – VBATT) ≥ 40mV 时为低电平，需要外部 100kΩ 上拉电阻。

8. BATT

Li+ 电池连接，需用至少 2.2µF 每安培充电电流的陶瓷电容旁路到 GND。

9. EP

暴露焊盘，连接到大型接地平面以实现最大功耗。

六、详细工作原理

1. 充电过程

当插入电池电压低于 2.5V 的 Li+ 电池时，MAX8808X 进入预充电阶段，以用户编程的快速充电电流的 10% 对电池进行预充电。当电池电压超过 2.5V 时，进入快速充电阶段，快速充电电流通过连接 ISET 到 GND 的电阻进行编程。随着电池电压接近 4.2V，充电电流逐渐减小。当电池电流降至快速充电电流的 10% 以下时，CHG 指示器变为高阻抗，表明电池已充满，IC 进入恒压调节模式以保持电池充满状态。

2. 热调节

热调节环路通过必要时降低充电电流，将芯片温度限制在 +115°C，不仅保护 IC 免受过载，还允许在不损坏系统的情况下使用更高的充电电流。

3. 使能输入

MAX8808X/MAX8808Z 的 EN 为低电平有效，MAX8808Y 的 EN 为高电平有效，用于控制充电器的启用和禁用。

4. ACOK 输出

当 +4.25V ≤ VIN ≤ +7V 且 VIN - VBATT ≥ 40mV 时，ACOK 输出为低电平，需要外部上拉电阻，关机时为高阻抗。

5. VL 内部电压调节器

内部线性调节器为 IC 供电，VL 用 0.47µF 陶瓷电容旁路到 GND，当输入电压高于电池电压时，VL 调节为 3.0V。

6. CHG 充电指示器输出

CHG 为开漏输出，根据不同的充电阶段指示充电状态，可用于驱动充电指示 LED 或与微处理器接口。

7. 软启动

进入快速充电模式时，软启动算法激活，在 MAX8808X 中，预充电状态完成（VBATT 超过 +2.5V）后，充电电流在 1ms 内升至全充电电流，减少输入电源的浪涌电流。MAX8808Y 和 MAX8808Z 无预充电状态，启用后直接进入软启动。

七、应用信息

1. 充电电流选择

最大充电电流通过连接 ISET 到 GND 的外部电阻（RISET）进行编程，计算公式为 RISET = 1302V / IFASTCHG，其中 IFASTCHG 单位为安培，RISET 单位为欧姆。ISET 还可用于监测快速充电电流水平。

2. 电容选择

• BATT 到 GND 连接陶瓷电容以确保稳定性，大多数应用使用 1µF X5R 陶瓷电容。
• IN 到 GND 连接 1µF 陶瓷电容，高充电电流时使用更大的输入旁路电容以降低电源噪声。
• VL 到 GND 连接 0.47µF 陶瓷电容。

3. 热考虑

MAX8808X/MAX8808Y/MAX8808Z 采用热增强 TDFN 封装，将暴露焊盘连接到大型铜接地平面，可增加功率耗散，减少芯片温度升高。

4. DC 输入源

该系列产品可在良好调节的 DC 源下工作，完整充电输入电压范围为 4.25V 至 7V，输入可承受高达 15V 而不损坏 IC。当 VIN 大于 7V 时，内部过压保护电路禁用充电，直到输入降至 7V 以下。

5. 应用电路

• 独立 Li+ 充电器：通过连接 2.8kΩ 电阻到 ISET 设置充电电流为 465mA，CHG 输出连接 LED 指示充电状态。
• 微处理器接口充电器：MAX8808X 与微处理器配合使用，EN 控制充电启用，ACOK 指示输入电源存在，CHG 检测电池充电状态，通过监测 VISET 可测量充电电流。
• USB 供电 Li+ 充电器：可根据 USB 端口的电流能力调整充电电流，初始充电电流为 100mA，若端口支持，可增加到 425mA。

八、布局和旁路建议

• 输入电容应尽可能靠近设备放置。
• 提供大型铜接地平面，使暴露焊盘能够将热量从设备散发出去。
• 电池连接到 BATT 应尽可能靠近设备，以提供准确的电池电压检测。
• 所有大电流走线应短而宽，以最小化电压降。MAX8808 评估套件中提供了示例布局，可加快设计速度。

MAX8808X/MAX8808Y/MAX8808Z 系列单节锂电池充电器以其集成度高、性能优越、尺寸小巧等特点，为各种手持设备的锂电池充电提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师可根据具体需求选择合适的型号，并参考上述应用信息和布局建议，优化电路设计，提高产品性能。你在使用这类充电器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。