MAX8671X電源管理IC （PMIC）為鋰電池充電并調節電源，適用于便攜式系統設計。要為鋰離子 （Li+） 鋰聚合物 （Li-Poly） 電池充電，此設備使用 USB 端口或外部交流到 DC 電源適配器的輸入電源。PMIC 還集成了許多電源管理功能，包括用于 USB 和 DC 輸入的過壓保護電源開關，以及用于系統電源的五個獨立片上穩壓器。

低成本、小尺寸、輕量化都是當今便攜式電子系統的要求。MAX8671X電源管理IC （PMIC）非常適合為各種板載子系統集成電池充電和穩壓電源的系統，提供便攜式系統設計所需的所有特性。該設備從 USB 端口或外部交流適配器接收鋰離子 （Li+） 或鋰聚合物 （Li-Poly） 電池的充電電源。除電池充電外，PMIC 還集成了用于 USB 和 DC 輸入的過壓保護電源開關，以及用于系統電源的五個獨立片上穩壓器。這種特性組合大大減少了狹窄電路板上的元件數量（圖 1），使該器件特別適合智能手機、PDA、便攜式媒體播放器、GPS 導航設備、數碼相機和數碼攝像機等小型便攜式設備。

圖1.MAX8671X評估板照片顯示了典型應用電路的緊湊PCB布局。

由于MAX8671X無縫管理USB和AC適配器電源，因此制造商無需將AC-DC壁式充電器作為手持設備零售封裝的一部分。因此，零售包裝的尺寸和重量以及分銷成本都降低了。然后，產品可以僅附帶一根USB電纜，用于在同步或傳輸數據時從計算機的USB端口充電，交流適配器作為售后選項。

MAX8671X集成了完整的功能：電池充電、適配器-USB電池切換、系統電壓調節和各種監測功能。如圖2所示，這些功能使該PMIC成為各種應用的理想選擇。五個獨立的集成穩壓器（三個效率高達96%的2MHz開關模式降壓穩壓器和兩個低靜態電流線性穩壓器）有效地為多個子系統供電。

圖2.MAX8671X PMIC集成了5個獨立的穩壓器，加上所有電池充電功能和電源選擇開關。可以通過交流適配器或 USB 電纜供電。

集成減少了電源切換的混亂

MAX8671X PMIC集成了DC/USB輸入過壓保護、單節Li+電池充電以及電池與外部電源之間的負載切換所需的所有電源開關。這些集成開關和穩壓器消除了對外部 MOSFET 的需求，也消除了電源監控和切換電路中常見的雜亂的電壓檢測器、電流檢測電阻器、比較器、定時器和其他分立元件。由此產生的元件數量和電路板空間的減少意味著更低的成本和更緊湊的系統。

MAX8671X智能電源選擇器?可在外部輸入、電池和系統負載之間無縫分配電源（見圖3）。選擇器執行以下操作：

當外部電源（USB 或 AC 適配器）和電池都連接時，如果系統 （SYS） 負載電流小于所選輸入電流限值，則使用系統未使用的任何可用電流為電池充電。當系統負載超過輸入電流限值時，電池向負載提供補充電流以維持SYS負載電流（I.SYS） 并防止重置。

當電池連接且沒有外部電源時，系統由電池供電。

當連接外部電源且沒有電池時，系統由外部電源輸入供電。

圖3.智能電源選擇器利用集成功率開關MOSFET （Q3），用作負載開關和充電開關。

在某些情況下，可能沒有足夠的適配器或 USB 電流來提供峰值系統負載。為了解決這個問題，一個具有低R的集成MOSFET德森當系統負載峰值超過所選輸入電流限值時，或者直流或USB輸入端均無電源時，在內部將電池路由至SYS引腳，以便為負載供電。如果系統負載持續超過輸入電流限制，即使連接外部電源，電池也不會充電。在大多數情況下，這種情況不會持續很長時間，因為高負載通常只發生在短峰值中。在這些峰值期間，電池能量支持系統;在所有其他時間，電池都會充電。

除為電池充電外，MAX8671X還通過SYS輸出和多個片內穩壓器為系統供電。該 IC 的設計使得充電電流也從 SYS 節點提供。因此，所選的輸入電流限值控制總 SYS 電流（即 I.SYS和電池充電電流）。

SYS 可由直流或 USB 輸入引腳供電（如果未連接外部電源，則由電池供電）。如果直流和 USB 電源都連接，則直流輸入優先。設計人員還可以選擇將MAX8671X與USB和AC適配器電源分開輸入，或與兩個電源兼容的單路輸入一起使用。邏輯輸入 PEN1 和 PEN2 為雙輸入或單輸入操作選擇正確的電流限值。直流輸入的電流限值可調節至高達 1A，直流和 USB 輸入均支持 100mA、500mA 和 USB 掛起模式。

設計穩壓器以延長電池壽命

MAX8671X的5個片內穩壓器的高效率使功率損耗降至最低，從而最大限度地延長電池壽命。除了在重負載運行時提供高效率外，穩壓器在輕負載時也能高效運行。這進一步延長了電池壽命，因為子系統功能的峰值負載可能達到幾百毫安;然而，大多數時候，他們的要求遠低于此。在此類系統中，針對最常消耗的負載電流而不是最高負載優化效率，對電池壽命提供了最大的好處。

許多便攜式系統的大部分時間都處于“睡眠”狀態。因此，在滿負載時效率高（>90%）但在怠速時效率低得多（<60%）的穩壓器將比輕負載時保持高效率的穩壓器更快地耗盡電池電量。MAX8671X的穩壓器解決了這一問題，在較高負載范圍內提供高達96%的效率（為系統負載提供高達425mA的電流），同時在僅1mA負載下仍能保持高達85%的效率。

三個可調開關穩壓器（REG1、REG2 和 REG3）中的每一個都可以提供高達 425mA 的電流。它們的工作在 2MHz 的開關頻率，有助于最大限度地減小電感器和電容器的尺寸。外部電阻設置每個穩壓器的輸出電壓。

其余穩壓器（REG4 和 REG5）是低壓差 （LDO） 線性穩壓器，可提供高達 150mA 的電流。REG5 為系統的 USB 收發器電路供電，僅在 USB 電源可用時激活。當直流或USB電源沒有電源時，REG4由電池供電。這兩個LDO延長了電池壽命，為系統設計人員提供了更大的靈活性，并由于其1.7V至5.5V的寬輸入電壓范圍而提供了額外的節能效果。1.7V 的最小輸入電壓允許這些 LDO 由一個降壓型 DC-DC 轉換器輸出供電，而不是直接由電池供電。

內部充電器管理電池

PMIC 的雙輸入充電器部分接受 USB 電源或交流適配器的輸出。由于集成了智能電源選擇器技術和管理充電周期的狀態控制邏輯，它執行所有功率控制和充電功能，如圖4中的充電曲線所示。充電電流可調節至1A，以支持廣泛的電池容量。

圖4.內部狀態控制器管理Li+電池充電，并提供安全充電所需的電壓和電流。

使用有效的直流和/或 USB 輸入時，電池充電器在使能充電器時啟動充電周期。它首先檢查電池電壓，以查看電池是否深度放電至低于資格預審閾值（3.0V）。如果是，充電器將進入安全預充電模式，在該模式下，電池以設定快速充電電流的 1/10 充電。一旦電池電壓升至3.0V以上，充電器進入快速充電模式并施加設定的充電電流。

隨著充電的繼續，電池電壓上升，直到接近電池調節電壓（使用BVSET引腳選擇）;此時，充電電流開始逐漸減小。當充電電流降至設定快速充電電流的4%時，充電器進入短暫的浮充狀態，然后停止充電。如果在充電停止后，電池電壓隨后降至電池調節電壓以下120mV，則充電將重新啟動，定時器將復位。這可確保電池始終保持或至少非常接近完全充電，而不會有過度充電的風險。

充電速率由幾個因素決定：電池電壓、USB/DC 輸入電流限制、充電設置電阻 （R賽特）、I.SYS和芯片溫度。MAX8671X自動將充電電流降至設定充電速率以下，以防止輸入過載和過熱。

從 USB 端口獲取電源

MAX8671X上的USB引腳為限流電源輸入，為SYS引腳提供高達500mA電流。將USB連接到SYS的限流開關也是一款設計用于在壓差條件下工作的線性穩壓器。該線性穩壓器可防止 SYS 電壓超過 5.3V，即使在高達 14V 的 USB 輸入故障條件下也是如此。

在應用中，USB 引腳通常連接到 V總線USB 接口的行。它可以通過第二個電源使能 （PEN2） 和 USB 暫停 （USUS） 數字控制輸入設置為三個電流限制之一，以支持 USB 限流規范。低功耗 USB 模式的限制為 100mA，高功率 USB 模式的限制為 500mA，USB 掛起和未配置移動 （OTG） 模式的限制為 0.11mA （典型值）。

當 USB 輸入電壓低于欠壓閾值 （V烏斯庫爾：4V，典型值）或低于電池電壓，則視為無效并關閉。同樣，如果USB輸入電壓高于過壓門限（V呵呵：6.9V，典型值）。

為了符合高速 USB 規范，每個連接的設備最初必須配置為低功耗。USB 枚舉后，如果獲得 USB 主機的許可，設備可以從低功耗切換到高功率。MAX8671X不執行枚舉，而是依靠系統與USB主機通信。主機決定適當的限流，并通過PEN1、PEN2和USUS輸入向MAX8671X發送命令。

片上熱管理

MAX8671X具有熱管理功能，即使在極小的手持設備中常見的次優熱條件下也能防止熱量上升。當管芯溫度超過+100°C時，它將輸入電流降低5%/°C。 在所有條件下，I.SYS優先于充電器電流，因此首先通過降低充電電流來降低輸入電流。如果盡管充電電流降低，結溫仍達到+120°C，則不會消耗輸入電流，電池為系統負載供電。這種片內熱限制電路與熱敏電阻輸入（THM）無關，并且獨立于熱敏電阻輸入（THM）工作，后者（通常）使用外部熱敏電阻來監視電池。

完整的PMIC

除了集成電池供電便攜式設備所需的關鍵電源管理功能（充電、電源切換和系統調節）外，MAX8671X還減少了這些設計中常見的分立元件電路。通過包括熱調節、過壓保護、充電狀態和故障輸出、電源就緒監視器、電池熱敏電阻監視器和充電定時器等功能，它消除了對額外邏輯和開關元件的需求，從而降低了成本;更重要的是，它還節省了設計時間。Maxim的集成硬件解決方案意味著系統軟件問題不會影響充電或電源管理，因此系統和電池的安全性和可靠性也得到了提高。

MAX8671X采用耐熱增強、節省空間的5mm x 5mm、40引腳TQFN封裝。該封裝使該設備能夠安裝到當今許多空間有限的便攜式產品中。此外，該PMIC可在擴展溫度范圍（-40°C至+85°C）內工作，這使其成為許多工業應用的理想選擇。