MCP7383X Li-Ion系統(tǒng)電源路徑管理參考設計解析

在當今便攜式電子設備飛速發(fā)展的時代，鋰離子（Li-Ion）/鋰聚合物（Li-Polymer）電池憑借其優(yōu)良特性，成為了移動設備的主流電源。然而，要實現(xiàn)這些電池的高效、安全使用，電源路徑管理設計至關重要。Microchip的MCP7383X Li-Ion系統(tǒng)電源路徑管理參考設計，就為產品設計師們提供了一個優(yōu)秀的解決方案。

文件下載：MCP7383XRD-PPM.pdf

一、產品概述

1.1 設計背景

便攜式電子設備在現(xiàn)代生活中扮演著舉足輕重的角色，而Li-Ion/Li-Polymer電池因其能量密度高、自放電率低等優(yōu)點，成為了移動設備的首選電源。但在設計中，需要格外注意電池的使用和管理。系統(tǒng)電源路徑管理可以讓用戶在充電時不中斷設備的使用，Microchip的這款參考設計正是為了幫助產品設計師縮短產品設計周期而開發(fā)的。

1.2 設計功能

該參考設計展示了Microchip的MCP73832和MCP73833兩款獨立的單節(jié)Li-Ion/Li-Polymer充電管理控制器的特性，具備負載共享系統(tǒng)電源路徑管理能力。

• MCP73832電路：最大可編程快速充電電流可達500 mA。
• MCP73833電路：最大可編程快速充電電流可達1 A，并且有電源良好指示器和額外的狀態(tài)輸出。 兩個電路都具備負載共享系統(tǒng)電源路徑管理功能，即直流電源在為Li-Ion電池充電的同時可以支持系統(tǒng)負載；當直流電源斷開時，Li-Ion電池將支持系統(tǒng)負載并停止充電。此外，可通過板上的SPDT撥碼開關為每個電路預設兩種快速充電電流值，讓用戶體驗不同的充電速度。

1.3 設計套件內容

• Li-Ion電池充電器系統(tǒng)電源路徑管理參考設計板（編號102 - 00120）：這是核心的硬件部分，集成了相關電路和元件。
• 模擬和接口產品演示板CD - ROM（DS21912）：包含了Li - Ion系統(tǒng)PPM參考設計文檔（DS51746）、MCP73833數據手冊（DS21984）和MCP73832數據手冊（DS22005），為用戶提供了詳細的技術資料。

二、安裝與操作

2.1 設計用途與應用場景

該參考設計展示了Microchip的MCP73832和MCP73833獨立線性Li - Ion電池充電器，允許輸入電源為系統(tǒng)負載供電，當輸入電源斷開時，Li - Ion電池也能支持系統(tǒng)負載。其典型應用場景包括智能手機、PDA、便攜式媒體播放器、MP3播放器、數碼相機、手持醫(yī)療設備、藍牙耳機、超移動PC和便攜式通信設備等。

2.2 設計特性

• 負載共享系統(tǒng)電源路徑管理：支持在為單節(jié)Li - Ion電池充電的同時為系統(tǒng)負載供電，且不影響Microchip獨立充電管理控制器的充電算法。
• 電源切換：當輸入電源移除時，系統(tǒng)負載由Li - Ion電池支持。
• 狀態(tài)指示：藍色LED指示充電狀態(tài)；MCP73833還配備紅色LED指示電源良好（(overline{PG})），綠色LED指示充電完成。
• 充電電流選擇：通過撥碼開關，MCP73833可在1000 mA（H）和50 mA（L）之間選擇可編程快速充電電流，MCP73832可在400 mA（H）和25 mA（L）之間選擇。
• 溫度監(jiān)測：MCP73833的THERM引腳可用于通過熱敏電阻進行溫度監(jiān)測，默認禁用，可啟用與NTC熱敏電阻配合使用。
• 其他特性：包括對深度耗盡電池的預處理、內部安全定時器（MCP73833）、自動充電終止、自動再充電、熱調節(jié)以及采用帶外露焊盤的小型DFN封裝作為額外的散熱片。

2.3 操作步驟

2.3.1 電源輸入和輸出連接

1. 電池連接：將電池正極連接到(V{BAT+})，負極連接到(V{BAT})。
2. 電源連接：將5V直流電源負極連接到(V{SS})，正極連接到(V{DD})。此時，電源存在時應啟動電池充電周期。
3. 充電電流設置：將DIP開關置于“H”，MCP73832的快速充電電流為400 mA，MCP73833為1000 mA；置于“L”，MCP73832為25 mA，MCP73833為50 mA。也可根據圖2 - 1和圖2 - 2使用不同電阻來編程快速充電電流。
4. 負載連接：將負載正極連接到板上的系統(tǒng)負載，負極連接到(V{SS})或(V{BAT})，負載可以是功率電阻或電子負載。
5. 電源切換測試：移除直流電源后，負載應由Li - Ion電池支持。

三、電路原理圖與布局

附錄A包含了Li - Ion電池充電器系統(tǒng)電源路徑管理參考設計的原理圖和布局圖，包括電路板原理圖、頂層、頂層金屬層和底層的布局。這些圖紙為工程師在實際設計和調試過程中提供了重要的參考。

四、物料清單

附錄B列出了構建該參考設計所需的物料清單，包括各種電容、電阻、LED、開關、測試點、集成電路等元件的詳細信息，如數量、參考編號、描述、制造商和零件編號等。需要注意的是，制造中使用的物料清單采用了所有符合RoHS標準的元件。

五、技術支持與資源

5.1 推薦閱讀資料

• MCP73832數據手冊（DS21984）：提供了MCP73832產品系列的詳細信息。
• MCP73833數據手冊（DS22005）：提供了MCP73833產品系列的詳細信息。
• 應用筆記AN1149（DS01149）：提供了使用Microchip獨立Li - Ion/Li - Polymer充電管理控制器產品系列進行設計的一般信息。

5.2 網站資源

Microchip通過其網站（www.microchip.com）提供在線支持，包括產品支持（數據手冊、勘誤表、應用筆記、示例程序、設計資源、用戶指南和硬件支持文檔、最新軟件版本和存檔軟件）、一般技術支持（常見問題解答、技術支持請求、在線討論組、Microchip顧問計劃成員列表）以及業(yè)務相關信息（產品選擇器和訂購指南、最新Microchip新聞稿、研討會和活動列表、Microchip銷售辦事處、經銷商和工廠代表列表）。

5.3 客戶支持渠道

用戶可以通過以下渠道獲得Microchip產品的支持：

• 經銷商或代表
• 當地銷售辦事處
• 現(xiàn)場應用工程師（FAE）
• 技術支持（http://support.microchip.com）

Microchip的MCP7383X Li - Ion系統(tǒng)電源路徑管理參考設計為電子工程師在Li - Ion電池充電管理和電源路徑管理方面提供了一個全面、實用的解決方案。通過合理利用該參考設計和相關資源，工程師可以更高效地完成產品設計，降低設計風險，提高產品性能。大家在實際應用中是否遇到過類似設計的挑戰(zhàn)呢？又有哪些獨特的解決方法呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。