MAX77650/MAX77651：超低功耗PMIC的卓越之選

在電子設(shè)備小型化、低功耗化的發(fā)展趨勢下，電源管理芯片（PMIC）的性能和集成度愈發(fā)關(guān)鍵。今天要和大家深入探討的是Maxim Integrated的MAX77650/MAX77651，一款專為小型鋰離子電池應(yīng)用打造的超低功耗PMIC，它集成了3輸出單電感多輸出（SIMO）降壓 - 升壓調(diào)節(jié)器和電源路徑充電器，為低功耗可穿戴設(shè)備等應(yīng)用提供了高度集成的電池充電和電源解決方案。

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一、產(chǎn)品概述

MAX77650/MAX77651高度集成，能滿足尺寸和效率要求嚴苛的低功耗可穿戴應(yīng)用。其亮點在于具備一個SIMO降壓 - 升壓調(diào)節(jié)器，可通過單個電感器提供三個獨立可編程的電源軌，有效減小總體解決方案尺寸。同時，150mA的LDO可為音頻等對噪聲敏感的應(yīng)用提供紋波抑制。此外，高度可配置的線性充電器支持廣泛的鋰離子電池容量，并具備電池溫度監(jiān)測功能，符合JEITA標準，增強了安全性。

二、核心特性剖析

高度集成優(yōu)勢

• 充電與供電一體化：集成了Smart Power Selector?鋰/鋰聚合物充電器、3輸出單電感多輸出（SIMO）降壓 - 升壓調(diào)節(jié)器、150mA LDO以及3通道電流沉驅(qū)動器，還配備用于電源監(jiān)控的模擬多路復(fù)用器輸出，大大減少了外部元件數(shù)量，降低了設(shè)計復(fù)雜度和PCB面積。

  超低功耗特性

• 低靜態(tài)電流：關(guān)機電流低至0.3μA，工作電流（3個SIMO通道 + LDO）典型值僅5.6μA，有效延長電池續(xù)航時間，非常適合對功耗要求極高的可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

  適用于小電池的優(yōu)化充電器

• 靈活充電參數(shù)：可編程快速充電電流范圍為7.5mA至300mA，可適應(yīng)不同容量的電池；可編程電池調(diào)節(jié)電壓范圍從3.6V到4.6V，支持多種電池化學組成；可編程終止電流從0.375mA到45mA，確保充電終止的準確性。
• 溫度智能調(diào)節(jié)：JEITA電池溫度監(jiān)測功能可根據(jù)電池溫度自動調(diào)整充電電流和電池調(diào)節(jié)電壓，保障安全充電。

  靈活可配置性

• 通信接口多樣：具備I2C兼容接口和GPIO，可方便地與微控制器等其他設(shè)備進行通信和配置。
• 工廠可編程選項豐富：提供工廠一次性編程（OTP）選項，可針對不同應(yīng)用進行定制，加快產(chǎn)品上市時間。

  小尺寸封裝

• 緊湊外形：采用2.75mm x 2.15mm x 0.7mm的WLP封裝，30凸點、0.4mm間距的WLP，6x5陣列布局，適合對空間要求苛刻的小型設(shè)備。
• 小總體解決方案尺寸：總體解決方案尺寸僅19.2 (mm^{2}) ，為小型化設(shè)計提供了極大便利。

三、關(guān)鍵模塊詳解

智能電源選擇充電器

智能電源選擇充電器采用Maxim的智能電源選擇器實現(xiàn)電源路徑管理，可獨立設(shè)置輸入電流限制和電池充電電流，使電池在智能電源選擇器的監(jiān)管下更快充電。充電器輸入可承受高達28V的過電壓，增強了魯棒性。同時，利用NTC熱敏電阻進行溫度監(jiān)測，符合JEITA建議，提升了充電安全性。

SIMO降壓 - 升壓調(diào)節(jié)器

• 節(jié)省空間與高效：采用微功耗單電感多輸出（SIMO）降壓 - 升壓DC - DC轉(zhuǎn)換器，單個電感器可調(diào)節(jié)三個獨立輸出，相比傳統(tǒng)的降壓和線性調(diào)節(jié)器組合，節(jié)省了電路板空間，提高了系統(tǒng)整體效率。
• 性能優(yōu)化：能夠利用整個電池電壓范圍，每個輸出的峰值電感電流可編程，可在效率、輸出紋波、EMI、PCB設(shè)計和負載能力之間實現(xiàn)優(yōu)化平衡。

  LDO線性穩(wěn)壓器

• 低噪聲與高性能：片內(nèi)低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）經(jīng)過優(yōu)化，具有低靜態(tài)電流和低壓差電壓。輸入電壓范圍為1.8V至5.5V，可直接由主能源（如鋰聚合物電池）或中間調(diào)節(jié)器供電，最大輸出電流可達150mA。

  電流沉驅(qū)動器

  具有3通道電流沉驅(qū)動器，可用于驅(qū)動便攜式設(shè)備中的LED，也可作為通用電流沉驅(qū)動器用于其他應(yīng)用。驅(qū)動器的導(dǎo)通時間和頻率可針對每個輸出獨立編程，實現(xiàn)所需的閃爍模式，閃爍周期可編程范圍為0.5s至8s，導(dǎo)通時間占空比為6.25%至100%。

  I2C串行接口

• 高速通信：支持I2C修訂版3.0兼容的2線串行接口，時鐘速率范圍為0Hz至3.4MHz，包括標準模式（0Hz至100kHz）、快速模式（0Hz至400kHz）、快速模式加（0Hz至1MHz）和高速模式（0Hz至3.4MHz）。
• 通信穩(wěn)定：采用開漏總線結(jié)構(gòu)，SDA和SCL需外部上拉電阻，可選的24Ω串聯(lián)電阻可保護設(shè)備輸入免受總線上的高壓尖峰影響，同時減少串擾和信號下沖。

四、應(yīng)用領(lǐng)域與價值

MAX77650/MAX77651的眾多優(yōu)勢使其在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值：

• 藍牙耳機/可聽設(shè)備：超低功耗特性和小尺寸封裝使其非常適合藍牙耳機和可聽設(shè)備，能有效延長電池續(xù)航時間，同時滿足設(shè)備小型化的需求。
• 健身、健康和活動監(jiān)測器：高精度的電池充電管理和溫度監(jiān)測功能，可為健身和健康監(jiān)測設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源支持，確保設(shè)備的正常運行和數(shù)據(jù)準確性。
• 便攜式設(shè)備：集成度高、功耗低的特點使其成為各類便攜式設(shè)備的理想電源管理解決方案，幫助設(shè)備在有限的電池容量下實現(xiàn)更長的使用時間。
• 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：支持多種通信接口和靈活的配置選項，能很好地融入物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供高效的電源管理，促進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展。

五、總結(jié)與展望

MAX77650/MAX77651憑借其高度集成、超低功耗、靈活可配置等諸多優(yōu)勢，為小型鋰離子電池應(yīng)用提供了全面而高效的電源管理解決方案。在電子設(shè)備不斷追求小型化、低功耗和高性能的今天，這款PMIC必將在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。作為電子工程師，我們在設(shè)計過程中應(yīng)充分發(fā)揮其特性，結(jié)合實際應(yīng)用需求，打造出更具競爭力的產(chǎn)品。同時，我們也期待Maxim Integrated能繼續(xù)推出更多創(chuàng)新的電源管理產(chǎn)品，推動電子行業(yè)的不斷發(fā)展。