MAX713数据手册

一、MAX713概述与背景介绍

MAX713是美信（MAXIM）公司推出的一款高性能、可编程的镍镉（NiCd）和镍氢（NiMH）电池快速充电管理芯片。该芯片专为便携式电子设备设计，支持1至16节串联电池组的充电需求，广泛应用于膝上电脑、笔记本计算机、掌上计算机、手提式终端、蜂窝电话、便携式立体声录放机、CD机以及无绳电话等设备中。MAX713以其高集成度、灵活的可编程特性以及优异的充电控制性能，在电池管理领域占据了重要地位。

二、MAX713的工作原理

MAX713的工作原理基于先进的电压梯度检测技术、温度监控以及定时器控制，实现了对电池充电过程的精确管理。其核心工作原理可分为以下几个步骤：

1. 涓流充电阶段：当电池电压低于设定阈值（通常为0.4V/节）时，MAX713以低电流（通常为C/16速率）对电池进行涓流充电，以保护电池免受大电流冲击。

2. 快速充电阶段：一旦电池电压达到设定阈值，MAX713自动切换至快速充电模式，以预设的高电流（C/4至4C速率可调）对电池进行充电。在此阶段，芯片持续监测电池电压梯度（dv/dt）、温度以及充电时间。

3. 充电终止条件：

• 电压梯度检测：MAX713通过监测电池电压的变化率（dv/dt）来判断电池是否充满。对于NiCd电池，当dv/dt变为负值时，表明电池已充满；而对于NiMH电池，当dv/dt变为零时，充电应终止。

• 温度监控：芯片内置温度比较器，通过监测电池温度来防止过热。当电池温度超过预设上限（THI）或低于预设下限（TLO）时，快速充电将被禁止或终止。

• 定时器控制：用户可通过编程设置最大充电时间，以防止因电压梯度或温度检测失效而导致的过充。

4. 涓流充电维持：充电终止后，MAX713自动切换至涓流充电模式，以维持电池电量并防止自放电。

三、MAX713的作用与重要性

MAX713在电池充电管理中发挥着至关重要的作用，主要体现在以下几个方面：

1. 保护电池：通过精确的充电控制，防止电池过充、过热以及大电流冲击，从而延长电池使用寿命。

2. 提高充电效率：快速充电模式显著缩短了充电时间，提高了设备的使用效率。

3. 增强设备可靠性：内置的温度监控和定时器控制功能确保了充电过程的安全性，减少了因充电故障导致的设备损坏风险。

4. 简化设计：高集成度的设计减少了外围元件数量，降低了设计复杂度，加快了产品上市时间。

四、MAX713的特点与优势

MAX713以其独特的特点和优势在电池管理领域脱颖而出，主要包括：

1. 可编程性：用户可通过简单的管脚电压配置对充电电池数量、最大充电时间、快速充电速率以及涓流充电速率进行编程，实现了高度的灵活性。

2. 多种充电控制方式：支持基于电压梯度、温度以及时间的三种充电终止条件，确保了充电过程的安全性和可靠性。

3. 高集成度：内置电压梯度检测器、温度比较器、定时器以及驱动电路，减少了外围元件数量，降低了系统成本。

4. 低功耗设计：在涓流充电模式下，芯片功耗极低，延长了设备续航时间。

5. 多种封装形式：提供Plastic DIP、Narrow SO和DICE等多种封装形式，满足了不同应用场景的需求。

五、MAX713引脚功能详解

MAX713采用16脚封装形式，各引脚功能如下：

1. VLIMIT：设置单节电池最大电压。电池组（BATT+—BATT-）的最大电压Em不能超过VLIMIT×（电池数量n），且VLIMIT不能超过2.5V。当VLIMIT接V+时，Em=1.65n（V）。通常将VLIMIT与VREF连接。

2. BATT+：电池组正极。

3. PGM0：可编程引脚，与PGM1配合设置充电电池数量（1至16节）。

4. PGM1：可编程引脚，与PGM0配合设置充电电池数量。

5. THI：温度比较器的上限电压。当TEMP电压上升到THI时，快速充电结束。

6. TLO：温度比较器的下限电压。充电初始，当TEMP电压低于TLO时快速充电被禁止，直到TEMP电压高于TLO。

7. TEMP：温度传感器输入。通常通过热敏电阻分压电路实现温度监测。

8. FASTCHG：快速充电状态输出。当MAX713对电池快速充电时，FASTCHG吸入电流；当快速充电结束并且涓流充电开始时，FASTCHG停止吸入电流。

9. PGM2：可编程引脚，与PGM3配合设置快速充电的最大允许时间（33分钟至264分钟）。

10. PGM3：可编程引脚，除设置最大允许时间外，还可设定快速充电和涓流充电的速率。

11. CC：恒流补偿输入。用于调整充电电流的稳定性。

12. BATT-：电池组负极。

13. GND：系统地。

14. DRV：驱动外部PNP电流源的电流吸入端。用于控制充电电流的大小。

15. V+：分路调节器。V+对BATT-电压为+5V，为芯片提供分路电流（5至20mA）。

16. REF：2.0V基准源输出端。可提供1mA电流输出，用于外部电路参考。

六、MAX713的功能与应用

MAX713凭借其丰富的功能和优异的性能，在多个领域得到了广泛应用。其主要功能包括：

1. 电池充电管理：实现对NiCd和NiMH电池的精确充电控制，包括涓流充电、快速充电以及充电终止条件的判断。

2. 状态指示：通过FASTCHG引脚输出充电状态信号，可与LED指示灯或主控器接口连接，实现充电状态的实时监测。

3. 温度监控：内置温度比较器，通过监测电池温度来防止过热，确保充电过程的安全性。

4. 定时器控制：用户可通过编程设置最大充电时间，防止因电压梯度或温度检测失效而导致的过充。

应用领域

MAX713广泛应用于各类便携式电子设备中，包括但不限于：

1. 膝上电脑和笔记本计算机：为设备提供可靠的电池充电解决方案，延长使用时间。

2. 掌上计算机和手提式终端：满足小型设备对电池充电管理的高要求。

3. 蜂窝电话和无绳电话：确保手机在快速充电过程中的安全性和可靠性。

4. 便携式立体声录放机和CD机：为音频设备提供稳定的电源支持，提升用户体验。

七、MAX713能替代的常见型号

在电池管理领域，MAX713凭借其独特的优势和广泛的应用场景，成为了许多设计师的首选。同时，也存在一些可替代MAX713的常见型号，它们在某些方面具有相似的功能和性能。以下是一些常见的可替代型号：

1. MAX712：与MAX713同属MAXIM公司的电池充电管理芯片系列，功能相似但充电终止条件略有不同。MAX712在检测到dv/dt变为零时终止快速充电模式，而MAX713是在检测到dv/dt变为负时终止。

2. BQ2057：德州仪器（TI）公司推出的一款高性能电池充电管理芯片，支持NiCd、NiMH以及锂离子电池的充电管理。虽然与MAX713在应用领域上有所重叠，但BQ2057在锂离子电池充电管理方面具有更强的优势。

3. LTC4054：凌力尔特（Linear Technology）公司推出的一款线性电池充电管理芯片，适用于单节锂离子电池的充电管理。虽然与MAX713在电池类型和应用场景上有所不同，但LTC4054以其高精度和低功耗设计在锂离子电池充电管理领域占据了一定市场份额。

4. TP4056：一款广泛应用的单节锂离子电池充电管理芯片，具有成本低、性能稳定等优点。虽然与MAX713在电池类型和应用场景上不匹配，但在某些对成本敏感的应用中，TP4056可作为锂离子电池充电管理的替代方案。