MAX1647/MAX1648：跨化学体系电池充电器的卓越之选

各位电子工程师们，今天为大家详细介绍两款具有出色性能的跨化学体系电池充电器——MAX1647和MAX1648。它们在电池充电领域有着独特的优势，能满足多种应用场景的需求。

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一、产品简介

MAX1647/MAX1648能够为任何化学体系的电池充电提供必要的电源控制。MAX1647通过Intel系统管理总线（SMBus™）接口控制所有充电功能，符合Duracell/Intel智能电池充电器规范的2级充电器标准。而MAX1648则省略了SMBus串行接口，通过外部控制引脚的电压来设置充电电压和电流。

产品特性亮点

1. 多化学体系兼容：可对锂离子（Li - Ion）、镍镉（NiCd）、镍氢（NiMH）、铅酸等多种电池进行充电。
2. 通信接口差异：MAX1647具备Intel SMBus 2线串行接口，而MAX1648则通过外部引脚设置参数。
3. 充电电流选择丰富：提供4A、2A或1A的最大电池充电电流，且具备11位充电电流控制。
4. 宽电压范围：支持高达18V的电池电压、28V的输入电压，同时具备10位电压控制，在使用外部±0.1%参考时，电压精度可达±0.75%。
5. 安全保护机制：拥有电池热敏电阻故障安全保护功能。

应用场景广泛

适用于笔记本电脑、个人数字助理（PDA）、充电器基站、手机等众多设备。

二、产品详细参数

绝对最大额定值

在设计使用时，必须严格遵守这些参数，超出绝对最大额定值的应力可能会对设备造成永久性损坏。例如，DCIN到AGND的电压范围为 - 0.3V至30V，不同引脚之间都有相应的电压和电流限制。

电气特性

1. 电源和参考部分：DCIN输入电压范围为7.5V至28.0V，在不同输入电压条件下，有相应的静态电流和输出电压参数。例如，VL输出电压在7.5V < VDCIN < 28V、无负载时为5.15 - 5.65V。
2. 开关稳压器部分：振荡器频率为200 - 300kHz，DHI最大占空比为89 - 93%等，这些参数影响着充电器的功率转换效率和稳定性。
3. 误差放大器部分：GMV和GMI放大器具有不同的跨导和最大输出电流，对充电的电压和电流调节起着关键作用。
4. 跳变点和线性电流源部分：定义了多个跳变点，如BATT POWER_FAIL跳变点、THM热敏电阻相关跳变点等，用于监测和保护充电过程。
5. 电流和电压设置DAC（MAX1647）：CDAC电流设置DAC分辨率为6位，VDAC电压设置DAC分辨率为10位，确保了充电参数的精确设置。
6. 逻辑电平（MAX1647）：规定了SDA、SCL的输入低电压、高电压和输入偏置电流等，保证通信的准确性。

定时特性（MAX1647）

在不同温度条件下，对SCL串行时钟的高、低周期，起始条件的建立和保持时间等进行了严格规定，确保SMBus通信的稳定。

典型工作特性

通过一系列图表展示了BATT负载瞬态、VL电压与负载电流关系、内部参考电压、输出V - I特性、输入和输出功率、输出电压误差等，为工程师在实际应用中评估充电器性能提供了依据。

三、引脚说明

MAX1647和MAX1648的引脚各有其特定功能。例如，IOUT为线性电流源输出，DCIN为充电器供电输入电压，VL为芯片电源，CCV和CCI分别为电压和电流调节环路的补偿点等。熟悉这些引脚功能对于正确连接和使用充电器至关重要。

四、工作原理剖析

输出特性

MAX1647/MAX1648包含电压调节环路和电流调节环路，两者相互独立工作。当电池电压低于设定值V0时，电流调节环路起作用；当电池电压达到V0时，电压调节环路接管控制，确保充电过程的安全和稳定。

模拟部分

由电流模式PWM控制器和两个跨导误差放大器组成。在MAX1647中，通过SMBus接口控制DAC来设置电流和电压；而MAX1648则直接从SETI和SETV控制误差放大器。这种设计使得电压和电流控制环路可以分别进行补偿，以达到最佳的稳定性和响应。

电压控制

内部GMV放大器控制输出电压，其非反相输入由10位DAC设置，电池电压通过4:1电阻分压器反馈到放大器。在充电锂离子电池时，可能需要更高的参考电压来满足要求。

电流控制

内部GMI放大器和线性电流源控制电池电流。电流控制DAC的不同位分别控制线性电流源和开关稳压器的电流。通过在CCI引脚添加电容来补偿电流调节环路，防止电池电压过冲。

PWM控制器

采用电流模式脉宽调制（PWM）DC - DC转换器控制器，驱动两个外部N通道MOSFET，通过多输入比较器来确定开关信号的脉冲宽度，以提供所需的电池电压或电流。

MOSFET驱动

使用电荷泵为高端N通道MOSFET提供高于输入源电压的驱动电压，同步整流器提高了效率，同时添加死区时间防止短路电流。

内部调节器和参考

内部低压差线性稳压器提供5.4V电源（VL），可用于为内部和外部电路供电。同时，具有内部±2%精度的3.9V参考电压，也可使用外部参考提高充电器精度。

MAX1647逻辑

通过SMBus的读写字协议与电池和主机系统通信，不主动发起通信，仅响应命令和查询。不同的命令如ChargerMode()、ChargingVoltage()、ChargingCurrent()等用于设置充电器的工作模式、充电电压和电流等参数。

五、应用信息分享

与Duracell智能电池配合使用

提供了中断和轮询的伪代码示例，帮助工程师实现与智能电池的通信和充电控制。中断例程可及时通知主机电池充电器状态的变化，轮询例程可查询电池的充电需求并控制充电器。

负输入电压保护

在大多数便携式设备中，使用二极管D4防止因输入电压极性反转而损坏极化电容C6。若不需要反向极性保护，可省略该二极管以减少功率损耗。

4A应用外部组件选择

当需要将MAX1647配置为最大4A充电电流时，需要更换外部功率组件，如选择合适的二极管、MOSFET、电感器和电阻器等。例如，可选用Motorola的MBRD835L二极管、Siliconix的Si4410DY MOSFET、Coiltronics的CTX20 - 5 - 52电感器等。

六、芯片及封装信息

芯片包含3612个晶体管，基板连接到AGND。同时，详细介绍了SSOP和SOICN两种封装的尺寸信息，为工程师在PCB设计时提供了准确的参考。

总之，MAX1647/MAX1648以其丰富的功能、灵活的配置和良好的性能，为电子工程师在电池充电设计中提供了优秀的解决方案。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选择和使用这两款充电器，同时注意各项参数和设计要点，以确保系统的稳定性和可靠性。你在使用类似充电器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。