MAX20094/MAX20095評估套件：高效評估與測試解決方案

在電子設(shè)備中，備份電池充電器和升壓控制器是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵組件。MAX20094/MAX20095評估套件（EV套件）為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于評估這些組件的性能。下面就詳細(xì)介紹一下這個(gè)評估套件。

文件下載：MAX20094EVSYS#.pdf

一、評估套件概述

MAX20094/MAX20095評估套件是為具有I2C功能的MAX20094/MAX20095備份電池充電器和升壓控制器設(shè)計(jì)的完全組裝和測試好的應(yīng)用電路。它能讓用戶方便地評估恒流/恒壓（CC/CV）電池充電器、健康狀態(tài)（SOH）診斷功能以及升壓控制器。

推薦搭配

建議將該套件與免費(fèi)的MAX20094配套圖形用戶界面（GUI）以及I2C接口板（如Maxim Integrated命令模塊MINIQUSB）配合使用。MINIQUSB可通過PC的USB端口模擬2線接口，實(shí)現(xiàn)I2C通信。評估系統(tǒng)（EV系統(tǒng)）包含EV套件和MINIQUSB命令模塊。不過，EV套件也可作為獨(dú)立板使用，無需這些額外組件。而且，通過更換U1集成電路，該套件還能評估引腳兼容的MAX20095。

套件優(yōu)勢與特點(diǎn)

• 易于測試：可輕松測試CC/CV充電器、SOH功能和升壓控制器。
• 免費(fèi)GUI：提供可免費(fèi)下載的EV套件GUI。
• 簡化控制：配備MINIQUSB實(shí)現(xiàn)簡化控制。
• 外部控制接口：設(shè)有跳線和引腳，可連接外部I2C控制器。
• 優(yōu)化布局：采用優(yōu)化的應(yīng)用布局，便于快速實(shí)施。
• 兼容性強(qiáng)：兩個(gè)套件都可通過更換U1集成電路來評估引腳兼容的IC。
• 成熟設(shè)計(jì)：擁有經(jīng)過驗(yàn)證的PCB布局，且完全組裝和測試。

二、快速啟動(dòng)

所需設(shè)備

• MAX20094或MAX20095 EV套件
• 最新版本的MINIQUSB命令模塊固件（可選，包含USB電纜），可從www.maximintegrated.com/evkitsoftware下載
• 最新版本的MAX20094 EV套件軟件，同樣可從上述網(wǎng)址下載
• 三個(gè)可調(diào)直流電源（PS1、PS2、PS3）
• 數(shù)字萬用表（DMM）
• 功率電阻（可調(diào)為佳，若電源能吸收電流則可省略）
• 電子負(fù)載

操作步驟

1. 軟件安裝：下載最新版本的EV套件軟件，并使用.EXE安裝文件將其安裝到PC上。支持的操作系統(tǒng)有Windows? 7、Windows 8和Windows 10。
2. 硬件連接：將USB電纜從PC連接到MINIQUSB板，然后將其插入EV套件的JU1接口。
3. 固件更新：若MINIQUSB板上的固件與GUI不兼容，需下載最新版本并更新板子。具體操作可參考下載文件中的MINIQUSB固件更新說明。
4. 跳線檢查：確保所有跳線處于默認(rèn)位置，具體可參考相關(guān)表格。

三、功能測試流程

CC/CV充電測試

為快速測試CC/CV電池充電功能，使用電源和可變功率電阻代替實(shí)際電池：

1. 將PS1電源預(yù)設(shè)為14V，然后關(guān)閉電源。分別將正負(fù)極連接到MBATT1和相鄰的GND測試墊，再開啟電源。
2. 將PS2電源預(yù)設(shè)為4V，同樣關(guān)閉電源。連接正負(fù)極到VSUP1和相鄰的GND測試墊，之后開啟電源。
3. 將PS3電源預(yù)設(shè)為3.2V，關(guān)閉電源。
4. 設(shè)置DMM測量電流。將PS3的正極連接到DMM的COM端，再將DMM的正極連接到BBAT+測試墊。通過連接相鄰的GND測試墊到電源負(fù)極來閉合電流路徑，然后開啟PS3。
5. 在PS3兩端連接一個(gè)60Ω的功率電阻，并根據(jù)測試的充電電流優(yōu)化電阻值。
6. 在PC上啟動(dòng)EV套件軟件，點(diǎn)擊啟動(dòng)畫面以打開主窗口。
7. 在GUI中勾選CHG_EN以啟用充電器。
8. 驗(yàn)證通過DMM的電流約為50mA，方向是從板子流向電源。

健康狀態(tài)（SOH）測試

為快速測試SOH功能，同樣使用電源代替實(shí)際電池：

1. 預(yù)設(shè)PS1為14V，關(guān)閉電源。連接正負(fù)極到MBATT1和相鄰的GND測試墊，開啟電源。
2. 預(yù)設(shè)PS2為4V，關(guān)閉電源。連接正負(fù)極到VSUP1和相鄰的GND測試墊，開啟電源。
3. 預(yù)設(shè)PS3為3.2V，關(guān)閉電源。
4. 設(shè)置DMM測量電流。連接PS3正極到DMM的COM端，再連接DMM正極到BBAT+測試墊。連接相鄰GND測試墊到電源負(fù)極閉合電流路徑，開啟PS3。
5. 在PC上啟動(dòng)EV套件軟件，點(diǎn)擊啟動(dòng)畫面打開主窗口。
6. 在GUI中勾選SOH_EN以啟用SOH功能。
7. 驗(yàn)證通過DMM的MAX20094/MAX20095電流約為 -500mA，方向是從電源流向板子。

升壓控制器測試

為快速測試升壓控制器功能，使用電源代替實(shí)際電池：

1. 預(yù)設(shè)PS1為14V，關(guān)閉電源。連接正負(fù)極到MBATT1和相鄰的GND測試墊，開啟電源。
2. 預(yù)設(shè)PS2為4V，關(guān)閉電源。連接正負(fù)極到VSUP1和相鄰的GND測試墊，開啟電源。
3. 預(yù)設(shè)PS3為3.2V，關(guān)閉電源。連接正負(fù)極到BBAT+和相鄰的GND測試墊，開啟電源。
4. 將電子負(fù)載的正負(fù)極分別連接到MBATT2和相鄰的GND測試墊，將負(fù)載設(shè)置為100mA。
5. 在PC上啟動(dòng)EV套件軟件，點(diǎn)擊啟動(dòng)畫面打開主窗口。
6. 在GUI中勾選BST_EN以啟用升壓控制器。
7. 將PS1從14V降至0V。
8. 驗(yàn)證MAX20094 EV套件上MBATT2的電壓約為6.2V，MAX20095 EV套件上約為9V。

四、軟件詳細(xì)說明

GUI界面

GUI是MAX20094 EV套件軟件的主窗口，可方便地控制MAX20094和MAX20095集成電路。軟件首次打開時(shí)會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)畫面，點(diǎn)擊屏幕任意位置可進(jìn)入主窗口。需驗(yàn)證狀態(tài)欄右下角顯示“EV Kit: Connected”。若連接有問題，需重新連接EV套件到PC，給其通電，然后點(diǎn)擊“Device > Connect”或按鍵盤上的F9鍵。每個(gè)寄存器及其位的詳細(xì)描述可參考MAX20094/MAX20095集成電路數(shù)據(jù)手冊。

CC/CV充電細(xì)節(jié)

• 充電模式切換：充電器啟用后，其操作由內(nèi)部狀態(tài)機(jī)控制。不同狀態(tài)包括禁用（CHG_EN位為0或芯片溫度高于熱關(guān)斷閾值時(shí)）、預(yù)合格（BBAT+電壓低于內(nèi)部OTP閾值時(shí)的電流限制模式）、待機(jī)（充電器啟用后，直到滿足有效電源條件）、CC（可充電電池需要大量充電時(shí)的連續(xù)電流模式）、CV（可充電電池接近充滿時(shí)自動(dòng)觸發(fā)的連續(xù)電壓模式）和完成（充電器檢測到電池電壓超過閾值時(shí)進(jìn)入，不再充電）。
• 設(shè)置充電器CC電流：在恒流模式下，可根據(jù)系統(tǒng)要求調(diào)整快速充電電流。在EV套件上，可通過調(diào)整GUI中的0x05 CHGR_CC滑塊來實(shí)現(xiàn)。若使用無吸收能力的電源為BBAT+供電，需在板子上并聯(lián)一個(gè)功率電阻以消耗充電電流。電阻值可根據(jù)公式 (CHGRCC =frac{V{BBAT+}}{R}) 計(jì)算。若電阻值過低，充電器可能會(huì)進(jìn)入電流限制狀態(tài)并自動(dòng)切換到CV模式。

健康狀態(tài)（SOH）細(xì)節(jié)

• SOH測試電流：SOH系統(tǒng)用于確定電池狀態(tài)的測試電流可通過0x07 SOH寄存器框中的滑塊進(jìn)行調(diào)整。EV套件的默認(rèn)值為500mA，可通過下方滑塊（REG_ISINK）更改。要在集成電路中設(shè)置該值，需在0x04 CONTROL寄存器框中啟用SOH_OVR。
• SOH電流限制：若SOH_ILIM處于過流狀態(tài)或BBAT+低于2.5V，SOH將報(bào)告電流限制錯(cuò)誤。此時(shí)，SOH無法再啟用，0x02 GEN_STATUS寄存器中的SOH_ILIM指示燈會(huì)閃爍，直到電源再次增加。

升壓控制器細(xì)節(jié)

升壓控制器可讓集成電路在主電池故障時(shí)，利用備用電池在MBATT2引腳上維持穩(wěn)定的電源電壓。該集成電路包含一個(gè)具有工廠預(yù)設(shè)輸出的同步電流模式升壓控制器，標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)頻率為2.1MHz，可在FPWM和跳過模式下運(yùn)行。當(dāng)SUP2引腳電壓高于調(diào)節(jié)電壓時(shí)，升壓模塊進(jìn)入超低I待機(jī)模式。

• 操作模式：MAX20094/MAX20095的默認(rèn)操作模式是跳過模式，可在輕負(fù)載時(shí)提高效率，降低備用電池的功耗。若要在FPWM模式下運(yùn)行，需在GUI的0x04 CONTROL寄存器中取消勾選BST_SKIP。為確保在所有負(fù)載條件下都能實(shí)現(xiàn)FPWM操作，應(yīng)將R4切換到250Ω。此外，對于升壓輸出電壓大于或等于8V的IC選項(xiàng)，應(yīng)增加電感器（L1）以適應(yīng)更大的紋波電流。對于12V選項(xiàng)，2.2μH的電感器就足夠了，也可用于較低輸出電壓的情況。

五、訂購信息

注：#表示符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。EV系統(tǒng)包含EV套件和MINIQUSB命令模塊。

六、物料清單與設(shè)計(jì)資料

文檔還提供了MAX20094/MAX20095 EV套件的物料清單，詳細(xì)列出了各個(gè)元件的參考設(shè)計(jì)號、數(shù)量、值、描述和制造商零件號等信息。此外，還包含了MAX20094和MAX20095 EV套件的原理圖、PCB布局圖以及組件放置指南等設(shè)計(jì)資料，方便工程師進(jìn)行深入研究和開發(fā)。

總之，MAX20094/MAX20095評估套件為電子工程師提供了一個(gè)全面、便捷的平臺(tái)，用于評估和測試備份電池充電器和升壓控制器的性能。通過合理使用該套件，工程師們能夠更高效地完成相關(guān)設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。大家在使用過程中遇到過哪些有趣的問題或者有什么獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)，歡迎在評論區(qū)分享交流。