探索MAX8900A評估套件：高效鋰電池充電評估解決方案

在電子設(shè)備的設(shè)計中，鋰電池充電管理是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Maxim Integrated的MAX8900A評估套件為評估MAX8900A/MAX8900B開關(guān)模式Li+/Li - Poly充電器提供了一個便捷且全面的平臺。今天，我們就來深入了解一下這個評估套件。

文件下載：MAX8900AEVKIT+.pdf

一、評估套件概述

MAX8900A評估套件是一個完全組裝并經(jīng)過測試的電路，用于評估MAX8900A開關(guān)模式Li+/Li - Poly充電器。該充電器具有±22V輸入額定值和JEITA電池溫度監(jiān)測功能，能夠為1節(jié)鋰離子（Li+）或鋰聚合物（Li - Poly）電池充電，可從3.4V至6.3V電源向電池提供高達1.2A的電流。

特點總結(jié)

• 高頻開關(guān)充電：3.25MHz開關(guān)式Li+/Li - Poly電池充電器，能實現(xiàn)高效充電。
• 溫度監(jiān)測：JEITA電池溫度監(jiān)測功能可調(diào)整充電電流和終止電壓，保障充電安全。
• 便捷評估：板載3380K NTC熱敏電阻和電位器，方便進行各種參數(shù)的調(diào)整和評估。
• 電流調(diào)整范圍廣：電池快速充電電流限制調(diào)整范圍為50mA至1200mA，預(yù)充電和完成閾值調(diào)整范圍為10mA至200mA。
• 多充電源選擇：可選2.1mm桶形或Micro - USB充電源連接器。
• 狀態(tài)指示：配備三個狀態(tài)LED指示燈，直觀顯示充電狀態(tài)。

二、訂購信息

評估套件型號為MAX8900AEVKIT+，其中“+”表示該套件為無鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

三、元件清單

評估套件包含多種元件，如不同規(guī)格的陶瓷電容器、LED、電源連接器、電阻、電位器、熱敏電阻、MOSFET等。這些元件的具體規(guī)格和供應(yīng)商信息都在文檔中有詳細(xì)列出。例如，電容C1、C6為0.47μF ±20%，25V X5R陶瓷電容器（0603），由TDK提供；LED D1、D2、D3為綠色LED，由Avago Technologies提供。

在實際設(shè)計中，了解這些元件清單的作用至關(guān)重要。它能幫助工程師在進行電路設(shè)計和調(diào)試時，準(zhǔn)確選擇合適的元件，確保電路的性能和穩(wěn)定性。大家在使用評估套件時，是否有遇到過元件選擇不當(dāng)導(dǎo)致的問題呢？

四、快速啟動

推薦設(shè)備

• 可調(diào)直流電源，能夠在6V時提供至少1.2A的電流。
• 電池或模擬電池，可選擇1節(jié)Li+或Li - Poly電池，也可以使用模擬電池和預(yù)加載電源。
• 數(shù)字萬用表（DMM）和兩個3A電流表。

操作步驟

1. 確保評估套件的跳線設(shè)置符合圖3和表1的要求。
2. 將直流電源預(yù)設(shè)為5V，關(guān)閉電源，在所有連接完成后再開啟電源。
3. 按照圖3所示，將評估套件連接到電源、電池或預(yù)加載電源以及電表。調(diào)整電流表到最大電流范圍，避免使用“自動量程”模式。如果不需要電流讀數(shù)，可以短接電流表。
4. 開啟電源，當(dāng) (3V ≤ V{BAT} ≤ 4.1V) 時，驗證從BAT到電池的電流約為95mA。如果 (V{BAT}) 不在此范圍內(nèi)，可參考MAX8900A/MAX8900B IC數(shù)據(jù)手冊中的圖6獲取更多信息。

五、詳細(xì)硬件描述

輸入電源連接

評估套件提供兩個輸入電源連接器，J1為2.1mm電源連接器，J3為Micro - USB連接器。通過跳線JU1的不同連接方式，可以將J1或J3連接到MAX8900A的IN引腳。

充電器輸入使能（CEN）

CEN是一個數(shù)字輸入，將CEN（JU2）拉高（引腳1 - 2）可禁用電池充電器，拉低（引腳2 - 3）或不連接（引腳開路）可啟用MAX8900A。

設(shè)置快速充電電流限制（SETI）

通過MOSFET和電阻的組合調(diào)整SETI到地的總電阻，MAX8900A支持50mA至1200mA的快速充電電流（IFC）。通過調(diào)整跳線JU5和JU10，可以輕松獲得不同的IFC值，其關(guān)系為 (I{FC} = 3405V / R{SETI})。

設(shè)置預(yù)充電電流和完成閾值（DNI）

使用跳線JU4可以將不同的電阻值連接到DNI到地，從而設(shè)置預(yù)充電電流（IPQ）和完成電流（IDN）。MAX8900A支持10mA至200mA的IDN和IPQ電流，其關(guān)系為 (I{DN} = 384V / R{DNI}) 和 (I{PQ} = 415V / R{DNI})。

熱敏電阻（THM）

評估套件提供四種熱敏電阻評估選項：

1. 禁用熱敏電阻（JU11 = 引腳3 - 4）：將THM偏置在AVL/2，MAX8900A將其解釋為電池溫度為+25°C。
2. 環(huán)境溫度監(jiān)測（JU11 = 引腳1 - 2）：連接板載10kΩ NTC熱敏電阻（β = 3380K），可進行環(huán)境溫度監(jiān)測。
3. 電位器模擬（JU11 = 引腳5 - 6）：連接200kΩ電位器（R25），用戶可調(diào)整 (V_{THM}) 以快速評估所有熱敏電阻工作區(qū)域。
4. 電池組（JU11 = 開路）：將JU11開路，用戶可將THM焊盤直接連接到電池組的內(nèi)部熱敏電阻，實現(xiàn)“真實”的電池溫度監(jiān)測。

充電定時器

故障定時器可防止電池?zé)o限期充電。預(yù)充電和快速充電定時器由CCT處的電容C4控制，預(yù)充電時間 (t{PQ} = 30min × frac{C{CT}}{0.1μF})，快速充電時間 (t{FC} = 180min × frac{C{CT}}{0.1μF})，頂充時間 (t_{TO}) 固定為16s。將CT連接到GND可禁用預(yù)充電和快速充電定時器，此時可通過CEN輸入由外部設(shè)備（如微處理器）控制充電時間。

狀態(tài)輸出

STAT_包括上拉電阻R4、R5和R6，可在PCB邊緣的STAT_焊盤上進行電壓監(jiān)測。跳線JU3、JU6和JU7可連接指示燈LED D1、D2和D3。文檔中詳細(xì)給出了MAX8900A和MAX8900B的狀態(tài)輸出真值表，通過這些表格可以準(zhǔn)確判斷充電器的工作狀態(tài)。

六、PCB布局指南

MAX8900_的晶圓級封裝（WLP）和凸塊配置允許進行小尺寸、低成本的PCB設(shè)計。布局時需要注意以下幾點：

1. 將CINBP靠近INBP放置，以減少PCB走線中的寄生阻抗。
2. 保持電流環(huán)路小，縮短CINBP正極到INBP以及CBAT負(fù)極到CINBP負(fù)極的電氣長度，同時將敏感信號隔離在電流環(huán)路之外。
3. 減小LX節(jié)點的雜散電容，將敏感信號遠(yuǎn)離LX。
4. 使用低阻抗過孔連接CS節(jié)點，并保持層2的電感電流路徑與層1的電感電流路徑下方，以減小阻抗。
5. 合理放置CBST和CPVL，以減小寄生阻抗。
6. 盡可能多地將金屬連接到每個凸塊，以降低與MAX8900_相關(guān)的θJA。

七、評估MAX8900B

評估套件默認(rèn)安裝的是MAX8900A，但也可用于評估MAX8900B。只需小心地從評估套件中移除MAX8900A（U1），并替換為MAX8900B，無需更改其他組件。在移除和替換MAX8900_時，可參考應(yīng)用筆記3377中的組件返工部分。

八、評估套件I/O焊盤

評估套件在多個感興趣的點（如IN、BAT、GND等）設(shè)有I/O焊盤，可安裝20AWG裸線，方便連接示波器探頭、電源或DMM的夾線。不過，大多數(shù)生產(chǎn)的評估套件在發(fā)貨時I/O焊盤中未安裝電線。

總之，MAX8900A評估套件為工程師提供了一個全面且便捷的平臺，用于評估MAX8900A/MAX8900B充電器的性能。通過合理使用該套件，工程師可以更好地了解充電器的特性，為實際產(chǎn)品的設(shè)計提供有力支持。大家在使用這個評估套件的過程中，有沒有發(fā)現(xiàn)一些獨特的應(yīng)用場景呢？歡迎在評論區(qū)分享。