超小型UCSP封裝設備改善了便攜式設備的電池管理

簡介智能電話，手機和其他便攜式設備需要越來越小的外形尺寸和功耗。同時，設備的復雜性和功能繼續增加。
可以看出，每個功能電路所占的空間正在以驚人的速度減少。本應用筆記介紹了一種簡單，節省空間的方法來解決便攜式產品的兩個主要問題。
首先介紹其高精度，超低功耗的電池剩余容量估算功能；然后介紹其緊湊的低功耗鋰離子電池過流保護功能。 Li +電池電流監控準確測量負載的電流消耗可以估算Li +電池的剩余電量。
在Li +電池和負載之間連接一個小電流檢測電阻器會在電阻器上產生與負載電流成比例的電壓降。電流檢測放大器用于檢測電阻上的電壓降（典型值為數十mV），并根據模數轉換器（ADC）的動態范圍放大信號以獲得適當的輸出電壓。
這種轉換器通常集成在RF芯片組或電源管理集成電路（PMIC）中，并且電流檢測放大器應配置為盡可能同相。這種應用對電路有兩個主要要求：小尺寸和低功耗，這也是便攜式設備非常有吸引力的功能。
圖1所示為MAX9938電流檢測放大器。在室溫（25℃）下，該器件具有低于1μA（最大）的超低靜態電流，并使用微型1mm×1mm，4球的UCSP（超芯片級封裝）。
）。晶圓級封裝是一種IC封裝工藝，它使用焊球而不是引腳來獲得最小的封裝尺寸。
電流檢測放大器的低輸入失調電壓可以確保電流檢測電阻的壓降最小，從而使電流檢測電阻本身的功耗最小。在諸如智能電話之類的典型便攜式設備中，發射模式下的峰值電流可能達到1A。
假設ADC的滿量程電壓為2.5V，對于固定增益為50的MAX9938F，電流檢測電阻為50m＆amp;A。可以使用歐米茄。
因此，電流檢測電阻兩端的最大壓降為50mV，最大功耗為50mW。使用最大輸入失調電壓小于500μV的放大器，引入的誤差將被限制為小于峰值電流的1％。
如果系統要求更高的檢測精度，則可以使用100m＆amp; Omega;電流檢測電阻和一個固定增益為25的MAX9938T。失調誤差可降低至峰值電流的0.5％，但電流檢測電阻的功耗增加了一倍。
圖1. MAX9938F電流檢測放大器用于測量電池電流，MAX9061比較器用于檢測過電流事件。過電流保護如果電路中使用了故障組件，或者同時激活了太多軟件操作，則可能發生過電流。
無論出于何種原因，都必須以中斷的形式將此故障情況通知中央處理器。在便攜式應用中，最好使用MAX9061比較器來實現過流保護（圖1）。
MAX9061采用創新設計，其內部電路由施加于同相輸入端的參考電壓供電，參考電壓范圍為0.9V至5.5V。無論參考電壓如何，反相輸入均可低至-0.3V至5.5V。
使用漏極開路輸出，因此需要一個外部上拉電阻。在大多數情況下，可以使用微控制器的內部上拉電阻。
獨特的創新架構使比較器可以集成在1mm x 1mm的超小型4焊球UCSP封裝中。圖1中，MAX9061的輸入連接至電流檢測放大器的輸出。
最大電壓為2.5V，對應于電池峰值電流。基準電壓可以連接到低壓差（LDO）線性穩壓器，該穩壓器的電壓高于峰值輸入電壓，例如2.7V。
當MAX9061輸入高于基準電壓時，比較器輸出設為低電平，并產生中斷。除了具有相當于兩個0402電阻的小型封裝的優點，MAX9061還具有超低功耗，僅消耗100nA（最大）偏置電流。
為了減小電流，可以使用盡可能大的上拉電阻，因為中斷是在比較器的下降沿產生的，并且下降時間與上拉電阻的電阻無關。如果您需要。

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