任何便攜電子系統(tǒng)都要求低成本、小尺寸、輕便。而為板上子系統(tǒng)設(shè)計電池充電及供電電路時，用電源管理IC可以方便地實現(xiàn)上述功能。這類的器件有很多，比如Maxim公司的MAX8671X，其可以從USB口或外部交流適配器獲取電源，為鋰離子或鋰聚合物電池充電。除了充電功能外，該器件內(nèi)部還集成了用于USB和直流輸入的過壓保護開關(guān)，5路獨立的片上穩(wěn)壓器，這一組合大大減少了電路板的外部元件數(shù)量。

　　因為MAX8671X可以無縫管理USB和交流適配器電源，MAX8671是一款完全安裝并經(jīng)過測試的印刷電路板（PCB），可用于評估MAX8671X電源管理IC。MAX8671X集成型電源管理IC （PMIC）理想用于便攜式媒體播放器和其他手持設(shè)備。除了五路穩(wěn)定輸出電壓外，MAX8671X還集成單節(jié)鋰離子（Li+）或鋰聚合物（Li-聚合物）充電器和Smart Power Selector（SPS），具有雙電源（AC-DC適配器和USB）輸入。 使得制造商能夠省去AC/DC墻上適配器充電零配件，從而降低了系統(tǒng)成本。其集成了眾多功能：電池充電器、適配器-USB-電池開關(guān)、系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)以及各種檢測功能（見圖1）。5路獨立的集成穩(wěn)壓器（3路2MHz開關(guān)降壓型調(diào)節(jié)器，效率高達96%；2路低靜態(tài)電流的線性穩(wěn)壓器）可以為多個子系統(tǒng)提供高效供電。

　　圖1MAX8671X內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　高度集成減少電源切換造成的混亂

　　MAX8671XPMIC集成了DC/USB輸入過壓保護、單節(jié)Li+電池充電器以及電池和外部電源之間負載切換所需的功率開關(guān)。集成開關(guān)和調(diào)節(jié)器可以省去外部MOSFET以及雜亂的電壓檢測器、電流檢測電阻、比較器、定時器以及其他常見的用于電源監(jiān)測和切換的分立元件。

　　MAX8671X的智能電源選擇器（SmartPowerSelector）能夠在外部輸入、電池和系統(tǒng)負載之間無縫切換（見圖2），選擇器操作如下。

　　圖2智能電源選擇器控制功率開關(guān)MOSFET（Q3）

　　SYS—系統(tǒng)復制命令。copy命令也能將文件復制到目標盤，但目標盤不能成為啟動盤。因為這3個系統(tǒng)文件需位于啟動盤的特定位置上。 SYS可將當前驅(qū)動器上的DOS系統(tǒng)文件IO.SYS,MSDOS.SYS和COMMAND.COM 傳送到指定的驅(qū)動器上，用于創(chuàng)建啟動盤。

　　1當兩個外部電源（USB或交流適配器）與電池連接時，如果系統(tǒng)（SYS）負載電流小于輸入電流的限制，輸入電源在保證系統(tǒng)供電的前提下為電池充電。如果系統(tǒng)負載超過了輸入電流限制，電池可以補充SYS負載電流（ISYS）供電不足的部分，避免出現(xiàn)復位。

　　2如果系統(tǒng)只連接了電池，沒有連接外部電源，系統(tǒng)由電池供電。

　　3如果連接了外部電源，沒有連接電池，系統(tǒng)將由外部輸入電源供電。

　　某些情況下，適配器或USB所能提供的電流可能不足以支持系統(tǒng)的峰值負載。為了解決這個問題，當系統(tǒng)負載峰值超出所選擇的輸入電流限制或在DC或USB輸入端沒有連接電源時，集成的低RDSONMOSFET在內(nèi)部將電池連接到SYS引腳，有電池為負載供電。如果系統(tǒng)負載連續(xù)超出輸入電流的限制，即使連接了外部電源也不會給電池充電。通常情況下，只在峰值負載瞬間才會發(fā)生重載情況，這種情況在大部分設(shè)計中不會存在太久。

　　除了給電池充電，MAX8671X通過SYS輸出和多個內(nèi)部穩(wěn)壓器給系統(tǒng)供電。IC的充電電流同樣取自SYS節(jié)點。當然，輸入電流門限控制了總體SYS電流（比如，ISYS和電池充電電流之和）。

　　SYS可由DC或USB輸入引腳供電（如果沒有連接外部電源時則由電池供電）。如果DC和USB都連接了電源，優(yōu)先選擇DC輸入供電。設(shè)計人員可以選擇USB和交流適配器作為MAX8671X的輸入電源，也可以選擇兩者之一供電。邏輯輸入PEN1和PEN2用來選擇雙輸入、單輸入的正確限流。DC輸入電流門限可調(diào)至1A，DC和USB輸入都支持100mA、500mA和USB掛起模式。

　　合理設(shè)計穩(wěn)壓器以延長電池使用壽命

　　MAX8671X內(nèi)部的5路高效穩(wěn)壓器都具有低功耗特性，可有效延長電池使用壽命。除了重載情況下保持高效外，穩(wěn)壓器在輕負載時也可以保持較高效率，從而進一步提高電池壽命。因為子系統(tǒng)工作時可能有幾百毫安的峰值負載，而大部分時間的負載電流遠遠低于這一數(shù)值。因此在這樣一個系統(tǒng)中，針對平時較低的負載電流進行優(yōu)化，而不是優(yōu)化在負載，有助于進一步延長電池使用壽命。

　　穩(wěn)壓器，顧名思義，就是使輸出電壓穩(wěn)定的設(shè)備。所有的穩(wěn)壓器，都利用了相同的技術(shù)實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定輸出電壓通過連接到誤差放大器（Error Amplifier）反相輸入端（Inverting Input）的分壓電阻（Resistive Divider）采樣（Sampled），誤差放大器的同相輸入端（Non-inverting Input）連接到一個參考電壓Vref。 參考電壓由IC內(nèi)部的帶隙參考源（Bandgap Reference）產(chǎn)生。 誤差放大器總是試圖迫使其兩端輸入相等。為此，它提供負載電流以保證輸出電壓穩(wěn)定。

　　很多便攜式系統(tǒng)多數(shù)時間處于“睡眠”狀態(tài)。如果穩(wěn)壓器只是在滿負荷時具有高效（>90%），而在空閑模式下效率較低（<60%），這種穩(wěn)壓器可能會很快耗盡電池能量。MAX8671X穩(wěn)壓器有效解決了這一問題，在重載（可為系統(tǒng)負載提供425mA）下效率可達96%，當負載電流只有1mA時仍可保持高達85%的效率。

　　3路可調(diào)節(jié)開關(guān)穩(wěn)壓器（REG1、REG2和REG3）均可提供425mA的電流，開關(guān)頻率為2MHz，大大減小了外部電感和電容尺寸的要求。由外部電阻設(shè)定每路穩(wěn)壓器的輸出電壓。

　　其余2路穩(wěn)壓器（REG4和REG5）為低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器，可提供為150mA的電流。REG5為系統(tǒng)的USB收發(fā)器供電，只有在連接USB電源的情況下才工作。REG4在沒有DC或USB電源的情況下由電池供電。這兩個LDO有助于延長電池壽命，為系統(tǒng)設(shè)計人員提供了靈活性。由于它們可以接受較寬的輸入電壓范圍（1.7～5.5V），可進一步降低功耗。1.7V的輸入電壓使這些LDO可以從某個降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出（而不是直接由電池）供電。

　　內(nèi)部電池充電器管理

　　PMIC的雙輸入充電器部分可以接受USB電源或交流適配器供電。由于集成了智能電源選擇技術(shù)和用于管理充電過程的狀態(tài)控制邏輯，能夠完成所有電源控制和充電功能。圖3所示為充電曲線。為了支持各種不同的電池容量，充電電流可調(diào)節(jié)至1A。

　　圖3充電曲線

　　充電器使能后，電池在有效的DC和/或USB輸入下開啟充電周期。首先檢查電池電壓，確定電池是否處于深度放電。如果電池處于深度放電，充電器將進入安全預(yù)充模式，電池以快充電流的1/10充電。一旦電池電壓超過3.0V，充電器將進入快充模式，以設(shè)定的電流為電池充電。

　　隨著充電的繼續(xù)，電池電壓上升到電池的滿充電壓充電電流開始逐漸下降。當充電電流下降至所設(shè)定的快充電流的4%時，充電器進入短暫的浮充模式，然后終止充電。充電停止后，如果電池電壓隨后下降到電池滿充電壓下120mV，將重新開始充電，定時器復位。這可以保證電池在任何時間都維持或在接近滿充狀態(tài)，而且不會出現(xiàn)過充。

　　充電速度由下面幾個因素決定：電池電壓、USB/DC輸入電流限制、充電電流設(shè)置電阻（RCISET）、ISYS以及管心溫度。MAX8671X為了防止輸入過載和過熱，可自動將充電電流降至某個低于所設(shè)置的充電速率的數(shù)值。

　　從USB端取電

　　MAX8671X的USB引腳為限流電源輸入，為SYS端提供500mA的電流。連接USB和SYS的限流開關(guān)也是一個工作在降壓模式的線性穩(wěn)壓器，即使在USB輸入發(fā)生故障達到14V的情況下，這個線性穩(wěn)壓器也能防止SYS電壓超出5.3V。

　　USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡稱為“通串線，是一個外部總線標準，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。隨著計算機硬件飛速發(fā)展，外圍設(shè)備日益增多，鍵盤、鼠標、調(diào)制解調(diào)器、打印機、掃描儀早已為人所共知，數(shù)碼相機、MP3隨身聽接踵而至，這么多的設(shè)備，如何接入個人計算機？USB就是基于這個目的產(chǎn)生的。USB是一個使計算機周邊設(shè)備連接標準化、單一化的接口，其規(guī)格是由Intel（英特爾）、NEC、Compaq、DEC、IBM（商業(yè)機器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom聯(lián)系制定的。USB1.1標準接口傳輸速率為12Mbps，但是一個USB設(shè)備多只可以得到6Mbps的傳輸頻寬。因此若要外接光驅(qū)，至多能接六倍速光驅(qū)，無法再高。而若要即時播放MPEG-1的VCD影片，至少要1.5Mbps的傳輸頻寬，這點USB辦得到，但是要完成數(shù)據(jù)量大四倍的MPEG-2的DVD影片播放，USB可能就很吃力了，若再加上AC-3音頻數(shù)據(jù)，USB設(shè)備就很難實現(xiàn)即時播放了。

　　USB引腳在應(yīng)用中通常連接到USB口的VBUS線。它通過第二個電源使能（PEN2）和USB掛起（USUS）數(shù)字控制輸入支持USB規(guī)范的限流設(shè)置，可以設(shè)置在三種電流限的一種。對于低功率USB模式，限流為100mA；對于大功率USB模式，限流為500mA；對于USB掛起和未配置的On-the-Go（OTG）模式，限流為0.11mA（典型值）。

　　當USB輸入電壓低于欠壓門限（VUSBL：4V，典型值）或低于電池電壓時，認為輸入電源失效，將被關(guān)閉。同樣，如果USB輸入電壓高于過壓門限（VUSBH：6.9V，典型值）時，也被關(guān)閉。

　　為了滿足高速USB規(guī)范，每個連接設(shè)備都必須在內(nèi)部配置為低功率模式。USB枚舉過后，如果得到USB主機的容許，設(shè)備可以從低功率切換到高功率。MAX8671X不進行枚舉，但它依靠系統(tǒng)與USB主機進行通信。主機會決定正確的電流限制，并通過PEN1、PEN2和USUS輸入發(fā)送命令。

　　內(nèi)部熱管理

　　MAX8671X包含熱管理功能，即使在散熱條件不理想的小型手持設(shè)備中也能夠避免過熱。當管芯溫度超過+100℃時，它會按照5%/℃降低輸入電流。任何情況下，ISYS的供電優(yōu)先級高于充電電流，所以，降低輸入電流時首先降低的是充電電流。如果充電電流降低后，結(jié)溫仍然達到+120℃，則不再從輸入電源吸取電流，由電池為系統(tǒng)負載供電。片內(nèi)溫度限制電路與熱敏電阻輸入（THM）無關(guān)，工作過程也相互獨立，THM輸入一般使用外部熱敏電阻監(jiān)測電池溫度（典型應(yīng)用）。