MAX1736：單節(jié)鋰離子電池充電器的卓越之選

在電子設(shè)備日新月異的今天，電池充電技術(shù)也在不斷發(fā)展。對于單節(jié)鋰離子電池充電器而言，一款性能優(yōu)異、設(shè)計簡單且成本低廉的產(chǎn)品無疑是工程師們的理想之選。今天，我們就來深入了解一下Maxim公司的MAX1736單節(jié)鋰離子電池充電器。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1736是一款專為小型手持應(yīng)用設(shè)計的簡單、低成本單節(jié)鋰離子（Li+）電池充電器。當(dāng)與限流電壓源（如墻式適配器）配合使用時，它能為單節(jié)Li+電池提供簡單、精確的充電和終止控制。該產(chǎn)品有兩種預(yù)設(shè)電池調(diào)節(jié)電壓的型號，MAX1736EUT42預(yù)設(shè)為4.2V，MAX1736EUT41預(yù)設(shè)為4.1V。

充電啟動方式

MAX1736可通過四種方式啟動充電：插入電池、充電器上電、電池電壓閾值達(dá)到設(shè)定值以及外部對EN引腳進(jìn)行操作。這種多樣化的啟動方式為不同的應(yīng)用場景提供了便利。

產(chǎn)品特性

1. 內(nèi)部預(yù)充電電流源：能夠安全地對接近沒電的電池進(jìn)行預(yù)充電，保護(hù)電池免受快速充電可能造成的損壞。
2. 輸入電源檢測功能：當(dāng)電源移除時，MAX1736會自動關(guān)閉，以最大限度地減少電池的電流消耗，延長電池使用壽命。
3. 寬輸入電壓范圍：可接受高達(dá)22V的輸入電壓，與多種輸入電源兼容，增加了產(chǎn)品的適用性。
4. 單控制輸入：提供獨立和微處理器控制兩種操作模式，滿足不同的設(shè)計需求。
5. 小型封裝：采用SOT23 - 6小封裝，節(jié)省電路板空間，適合小型手持設(shè)備的設(shè)計。
6. 評估套件：提供評估套件（EV套件），可縮短設(shè)計時間，加快產(chǎn)品上市速度。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

MAX1736適用于多種單節(jié)Li+便攜式應(yīng)用，包括但不限于：

1. 無線手持設(shè)備：如手機(jī)、智能手表等，為設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的充電功能。
2. 個人數(shù)字助理（PDA）：滿足PDA對電池充電的需求，確保設(shè)備隨時可用。
3. 數(shù)碼相機(jī)：為數(shù)碼相機(jī)的電池提供高效充電，保證拍攝的連續(xù)性。
4. 小型手持設(shè)備：如便攜式音樂播放器、電子詞典等，提升設(shè)備的使用體驗。
5. 自充電電池組：實現(xiàn)電池組的自動充電功能。
6. 座式充電器：作為座式充電器的核心部件，為電池提供安全、快速的充電。

三、技術(shù)參數(shù)

絕對最大額定值

電氣特性

電氣特性表給出了在不同條件下的各項參數(shù)，如輸入電壓、快速充電電池合格閾值、電池調(diào)節(jié)電壓等。例如，在 (V{IN}=10V) ，(V{BATT}=4.2V) （MAX1736EUT42）或4.1V（MAX1736EUT41），(T_{A}=0^{circ}C) 至 +85°C的條件下，輸入電壓范圍為4.7V至22V（外部P - MOSFET關(guān)閉時）。這些參數(shù)為工程師在設(shè)計電路時提供了重要的參考依據(jù)。

四、充電過程詳解

預(yù)充電

為保護(hù)Li+電池免受從沒電狀態(tài)快速充電可能造成的損壞，當(dāng)電池電壓低于2.5V時，MAX1736在充電周期開始時以6mA的電流對電池進(jìn)行預(yù)充電。一旦電池電壓達(dá)到2.5V，就開始快速充電。這種預(yù)充電方式能夠有效延長電池的使用壽命。

快速充電

在快速充電模式下，MAX1736會打開外部P溝道MOSFET。充電電流由外部電源的電流限制設(shè)定，MAX1736不進(jìn)行電流調(diào)節(jié)。P溝道MOSFET僅作為開關(guān)使用，而非線性調(diào)節(jié)器，因此電路的功率耗散最小化，能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電周期，且?guī)缀醪划a(chǎn)生熱量。

脈沖式頂部充電

當(dāng)電池接近充滿時，其瞬時電壓達(dá)到電池調(diào)節(jié)電壓，脈沖式頂部充電開始。MAX1736采用具有最小導(dǎo)通和關(guān)斷時間的滯回算法，在無充電電流的情況下采樣電池電壓，以最小化由于電池和電池保護(hù)電阻引起的誤差。通過這種方式，能夠安全地完成電池充電，確保電池達(dá)到最大容量。

五、外部組件選擇

輸入電源

充電電流由外部電源設(shè)定，因此選擇具有正確電流限制的電源至關(guān)重要。在大多數(shù)應(yīng)用中，建議使用開路輸出電壓為5V至12V的小型墻式適配器，且該適配器應(yīng)具有“限流”或“恒流”特性。對于一些低成本墻式適配器，可能存在瞬態(tài)特性不佳的問題，MAX1736可通過控制P溝道MOSFET的轉(zhuǎn)換速率來限制電流峰值。

PMOS開關(guān)

P溝道MOSFET用于切換限流電源的通斷。選擇合適的FET時，需要考慮最小漏源擊穿電壓和最小導(dǎo)通閾值電壓（VGS）?？焖俪潆娖陂g的功率耗散約為 (RDSON × ICHG^{2}) ，其中ICHG是由輸入電源設(shè)定的電流限制。最小擊穿電壓（BVDS）通常應(yīng)為墻式適配器開路電壓的兩倍。

BATT電容

每個充電電流安培數(shù)至少需要1.5μF的電容對BATT進(jìn)行旁路。在電池可移除的應(yīng)用中，應(yīng)避免使用超過100μF的BATT電容，以免在更換電池時增加瞬態(tài)電流。為了獲得最佳系統(tǒng)性能，總電容中至少應(yīng)有0.47μF為低ESR陶瓷電容。

CCT和CGATE

大多數(shù)應(yīng)用會使用 (CGATE = 0.22 mu F) 、(R{GATE}=100 k Omega) 和 (C{CT}=0.33 mu F) 的電路。CGATE、RGATE以及內(nèi)部100μA的上拉和下拉電流源可減緩P溝道MOSFET的開關(guān)速度，防止具有不良瞬態(tài)響應(yīng)的墻式適配器在P溝道MOSFET關(guān)斷時使VIN承受過高電壓，以及在導(dǎo)通時防止過大電流流入電池。在使用瞬態(tài)響應(yīng)不佳的墻式適配器的應(yīng)用中，可根據(jù)需要增加CGATE的值，以進(jìn)一步減緩開關(guān)邊沿并防止瞬態(tài)尖峰。

六、布局指南

MAX1736控制GATE的轉(zhuǎn)換速率，因此電路板布局對噪聲的敏感度低于高頻開關(guān)調(diào)節(jié)器。此外，由于在高電流脈沖期間和脈沖之間都會感測電池電壓，系統(tǒng)對接地誤差不敏感。不過，Maxim建議保持較大的接地面積和較大的高電流路徑走線，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

七、總結(jié)

MAX1736單節(jié)鋰離子電池充電器以其簡單的設(shè)計、優(yōu)異的性能和廣泛的適用性，成為了電子工程師在單節(jié)Li+電池充電設(shè)計中的理想選擇。它不僅提供了安全、高效的充電解決方案，還通過多樣化的啟動方式、寬輸入電壓范圍和小型封裝等特點，滿足了不同應(yīng)用場景的需求。在選擇外部組件時，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求進(jìn)行合理選擇，以確保系統(tǒng)的最佳性能。同時，遵循布局指南進(jìn)行電路板設(shè)計，能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

你在設(shè)計單節(jié)鋰離子電池充電器時，是否會優(yōu)先考慮MAX1736呢？歡迎在評論區(qū)分享你的看法和經(jīng)驗。