MAX38888 点击型号即可查看芯片规格书
在低功耗、便携和电池供电设备领域的快速发展，需要强大而通用的备份解决方案，以保持系统的正常运行而不受任何中断。
为了避免大电流放电，建议以较低的速率耗尽主电源，特别是在运行的初始状态，因为它通常涉及唤醒主系统单元。实现这一目标的一种方法是在正常操作期间禁用超级上限充电，并在系统处于睡眠模式时启用充电。另一种方法是从操作开始就将充电电流限制在较低的水平，使主要系统运行不受MAX38888运行的影响。这样，电池就不会经历高放电率周期，并且可以提高效率。
MAX38888是Continua系列器件中高度集成、单电池、高效的超级电容器(SCAP)备份解决方案。它具有电阻可选电压和充电/放电电流设置。它使用单个电阻来设置充电和放电电流选项。本应用笔记旨在演示和扩展MAX38888的使用，以实现需要不同充电/放电电流设置的无数应用。
Maxim的MAX38888可逆降压/升压稳压器属于Continua 备用电源稳压器系列，使用超级电容器或电容器组。MAX38888设计用于有效地在存储元件和系统供电轨道之间传输功率。当主电池存在且高于最小系统供电电压时，稳压器以降压模式工作，并向存储元件充电至500mA的速率。一旦存储元件充电，电路仅消耗2.5µA电流，同时保持超级电容器或其他存储元件处于就绪状态。当主电源被移除时，稳压器在升压模式下工作，并防止系统降至最低工作电压以下，以高达2.5A的速率放电存储元件。MAX38888是外部可编程的存储元件的最小和最大电压，如SCAP，最小系统电压，最大充放电电流。通过在ISET到GND之间放置一个电阻来设置电感放电的峰值电流。RISET电阻的取值由下式计算:
放电电流=
超级电容内部设置充电电流为放电电流的1/5。
充电电流=
RISET的值建议在20kO到100kO之间，以确保准确的电流合规性。
图1所示 MAX38888具有比例充放电电流设置的典型应用图
MAX38888的特点包括:
2.5V至5V系统输出电压
帽电压范围0.8V至4.5V
电感放电电流峰值可达2.5A
可编程电压和电流阈值
±2%阈值精度
高达95%的效率，充电或放电
2.5µA就绪静态电流
高度集成和小的解决方案尺寸
3mm × 3mm × 0.75mm TDFN封装
该系列设备的应用可分为两类。
备用电源应用
在更换电池或发生电源中断或主电源故障时，该系列设备可用于辅助电源单元，以便在数据备份期间为系统供电或作为垂死喘息。其他值得注意的应用领域包括摄像头、安全标签、电子、水表和燃气表、烟雾探测器和遥控器。
储能应用
当单元的主电源要求存储单元为相关系统提供稳压电源时，特别是在能量采集器应用中使用。
在许多短距离无线传感器网络中，虽然设备的平均电流消耗很低，但瞬时电流可能很高。例如，睡眠电流为1 μ a，峰值有效电流为20 mA的收发器每两秒唤醒一次，并保持有效5ms。平均电流消耗仅为50µA，但峰值电流为20mA，可能对电池的实际容量产生不利影响，特别是如果在大电流放电期间没有足够的时间让电池休息和恢复。
当电池以高且持续的速率放电时，即使电池中仍有活性物质，电池也会达到其使用寿命的终点。但是，如果放电速率不是连续的，并且存在截止或非常低的电流周期，则活性物质的输运速率会赶上材料的耗尽，从而使电池有机会恢复在高放电速率下损失的容量。要使电池成为特定系统的可行选择，它必须满足系统对尺寸、供电电压以及系统运行所需的平均和最大动态电流的要求。为备份应用程序使用的存储设备充电时，不应利用实际的系统功率需求。
图2 演示一个需要低充电电流设置的应用
大多数系统要求充电电流与放电电流成正比。但在一些特殊的有限能量应用中，系统需要较低的充电电流，同时保持放电速率不变。例如，SCAP充电电流由电感峰值电流限制500mA设定，对应更高的放电电流要求。在这种情况下，充电电流将在250mA左右。在图2中，MAX38888需要更高的充电电流。反过来，无论负载如何，都会对前端转换器产生影响。主电源能量有限，特别是在整个系统主动运行时。
图3 MAX38888的充放电曲线与比例充放电电感电流设置的实验结果
下表显示了在特定条件下使用该解决方案的示例。
| 条件 | 解决方案 |
| 备用电压为3.0V时，最小SYS充电电压= 3.36V | 典型VSYS = 4.2V |
| SCAP充满电电压= 2.7V | SCAP保持模式最小电压= 1.5V |
| 备用最大负载为~500mA | SCAP最小电压= 1.5V |
| 放电/备用相电感电流峰值 | 2.5 |
| SCAP充电阶段电感电流峰值 | 500mA(无附加电路) |
| SCAP充电阶段电感电流峰值 | 100mA(带附加电路) |
| 备用相VSYS(backup)时的稳压 | 3.0 v |
图4 MAX38888图与修改电路不同的充电/放电电流设置
MAX9063用作附加电路的一部分，以包括本应用中提到的功能。它是一个nanoPower比较器，集成参考电压为200mA，额定功耗仅为40nA。比较器跳闸点在SYS引脚侧使用另一个分压器R5和R6配置，以基于VSYS电平激活nMOS信号MOSFET。
在备用稳压3.0V条件下，当SYS电压高于3.36V最低值时，SCAP开始充电。在SCAP充电期间，比较器MAX9063输出处于逻辑低电平(VIN >200 mv)。因此，Q1 (nMOS)关闭，确保有效RISET值不变为100K?结果是在降压工作模式下，最慢的充电电感峰值电流配置为~100mA。
当VSYS电压低于放电阈值电压水平时，MAX9063的IN电压低于200mV并触发比较器输出到逻辑HIGH，使Q1导通。RIS2连接到地，作为RIS1的并联电阻，将电荷(升压模式)电感的峰值电流改变到最大可能，有效RISET = 100K ||25K = 20K。这导致在放电阶段电感的最高峰值电流配置为~2.5A。
MAX9063内部参考电压= 200mV
为3.0V稳压输出给SCAP充电所需的最小SYS电压= 3.36V
设置比较器跳闸电压为3.3V
选择R6 = 976K?
MAX9063开漏输出上拉到SYS电压100K?引体向上电阻。
图4 MAX38888图与修改电路不同的充电/放电电流设置
| 不。 | 项 | 数量。 | 制造商PN | 制造商 | 描述 |
| 1 | R6 | 1 | CRCW0603976KFKEA | 威世戴尔 | SMD电阻器，1%，0.1W, 976kOhm, 0603，厚膜 |
| 2 | R5 | 1 | CRCW060363K4FKEA | 威世戴尔 | SMD电阻器，1%，0.1W, 63.4kOhm, 0603，厚膜 |
| 3. | RIS2 | 1 | CRCW060325K5FKEA | 威世戴尔 | SMD电阻，1%，0.1W, 25.5kOhm, 0603，厚膜 |
| 4 | RP | 1 | CRCW0603100KFKEA | 威世戴尔 | SMD电阻，1%，0.1W, 100kOhm, 0603，厚膜 |
| 5 | C3 | 1 | C1608X7R1H104K080A | TDK | 0.1超滤;50 v;10%;陶瓷电容器;0603;X7R |
| 6 | U2 | 1 | MAX9063EUK + | 马克西姆集成 | nanoPower参考比较器，so23 -5 |
| 7 | 第一季度 | 1 | FDV301N | 在半 | SMD逻辑电平NMOS, 25VDS, 0.22A, SOT23-3。 |
当应用程序的系统源是能量有限的或能量收集器系统的一部分时，在备份阶段不放松负载电流要求的情况下，需要较慢的SCAP充电电流。通过使用带有外部元件的附加电路，在充电和备份模式期间支持改变的RISET电阻设置。Continua系列设备足够灵活，可以支持主要由电池供电的低功耗电子设备的应用，例如远程传感器和嵌入式设备。
