ZHCSNR0A august   2021  – july 2023 AFE439A2 , AFE539A4 , AFE639D2

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 修订历史记录
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  电气特性：电压输出
    6. 6.6  电气特性：比较器模式
    7. 6.7  电气特性：ADC 输入
    8. 6.8  电气特性：通用
    9. 6.9  时序要求：I2C 标准模式
    10. 6.10 时序要求：I2C 快速模式
    11. 6.11 时序要求：I2C 超快速模式
    12. 6.12 时序要求：SPI 写入操作
    13. 6.13 时序要求：SPI 读取和菊花链操作 (FSDO = 0)
    14. 6.14 时序要求：SPI 读取和菊花链操作 (FSDO = 1)
    15. 6.15 时序要求：PWM 输出
    16. 6.16 时序要求：I2C 控制器
    17. 6.17 时序图
    18. 6.18 典型特性：电压输出
    19. 6.19 典型特性：ADC
    20. 6.20 典型特性：比较器
    21. 6.21 典型特性：通用
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 智能模拟前端 (AFE) 架构
      2. 7.3.2 编程接口
      3. 7.3.3 非易失性存储器 (NVM)
        1. 7.3.3.1 NVM 循环冗余校验 (CRC)
          1. 7.3.3.1.1 NVM-CRC-FAIL-USER 位
          2. 7.3.3.1.2 NVM-CRC-FAIL-INT 位
      4. 7.3.4 上电复位 (POR)
      5. 7.3.5 外部复位
      6. 7.3.6 寄存器映射锁定
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 电压输出模式
      2. 7.4.2 电压基准和 DAC 传递函数
        1. 7.4.2.1 电源作为基准
        2. 7.4.2.2 内部基准
        3. 7.4.2.3 外部基准
      3. 7.4.3 比较器模式
      4. 7.4.4 模数转换器 (ADC) 模式
      5. 7.4.5 脉宽调制 (PWM)
      6. 7.4.6 比例积分 (PI) 控制
        1. 7.4.6.1 AFE439A2 PI 控制
        2. 7.4.6.2 AFE539A4 PI 控制
        3. 7.4.6.3 AFE639D2 PI 控制
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 SPI 编程模式
      2. 7.5.2 I2C 编程模式
        1. 7.5.2.1 F/S 模式协议
        2. 7.5.2.2 I2C 更新序列
          1. 7.5.2.2.1 地址字节
          2. 7.5.2.2.2 命令字节
        3. 7.5.2.3 I2C 读取序列
    6. 7.6 寄存器映射
      1. 7.6.1  NOP 寄存器（地址 = 00h）[复位 = 0000h]
      2. 7.6.2  DAC-x-VOUT-CMP-CONFIG 寄存器（地址 = 03h、09h、0Fh、15h）
      3. 7.6.3  COMMON-CONFIG 寄存器（地址 = 1Fh）
      4. 7.6.4  COMMON-TRIGGER 寄存器（地址 = 20h）[复位 = 0000h]
      5. 7.6.5  COMMON-PWM-TRIG 寄存器（地址 = 21h）[复位 = 0000h]
      6. 7.6.6  GENERAL-STATUS 寄存器（地址 = 22h）[复位 = 00h、DEVICE-ID、VERSION-ID]
      7. 7.6.7  INTERFACE-CONFIG 寄存器（地址 = 26h）[复位 = 0000h]
      8. 7.6.8  STATE-MACHINE-CONFIG0 寄存器（地址 = 27h）[复位 = 0003h]
      9. 7.6.9  STATE-MACHINE-CONFIG1 寄存器（地址 = 29h）[复位 = C800h]
      10. 7.6.10 SRAM-CONFIG 寄存器（地址 = 2Bh）[复位 = 0000h]
      11. 7.6.11 SRAM-DATA 寄存器（地址 = 2Ch）[复位 = 0000h]
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

8.2.2 详细设计过程

此设计示例使用降压/升压转换器 TPS63020，并在 VIN 和 VOUT 节点之间连接 TEC 元件以实现 TEC 元件的双向电压控制。TPS63020 的控制电压必须介于 0V 和 1.8V 之间以实现全范围的 TEC 电流。如图 8-1所示，使用高精度模拟温度传感器 LMT70 来测量温度。LMT70 在 –55°C 至 +125°C 的温度范围内提供 1.38V 至 300mV 的电压输出。因此，应使用内部基准和 1.5 × 增益来配置 PI 控制器输出 (DAC1)。同样，使用内部基准和 4 × 增益，将 ADC0 配置为高阻态输入模式 (ADC-MODE = 0)。该配置会将 ADC0 设置为满量程输入 (VFS) 范围 (1.21V × 4) / 3 = 1.613V。在 10 位分辨率下，ADC0 代码的 1 LSB 对应于 (1.613V / 1024) = 1.58mV。LMT70 在 30°C 时的响应斜率为 5.194mV/°C。因此，ADC0 的 1 LSB 对应于 (1.58 / 5.194) = 0.3ºC。

LMT70 对应于 30°C 温度设定点的电压输出为 943.227mV。使用方程式 4，得出 SETPOINT 输入的计算结果为 598d (0x256)。对于负反馈，请在反馈环路中使用奇数个相位反转。DAC1 输出至 TPS63020 输出有一个相位反转；当 DAC1 输出增大时，TPS63020 减小。TPS63020 输出和 TEC 冷端温度有第二个相位反转；当 TPS63020 输出增大时，TEC 冷端温度降低。TEC 冷端和 LMT70 具有第三个相位反转；当 TEC 冷端温度降低时，LMT70 输出电压升高。AFE39xx 的外部环路具有奇数个相位反转，因此，请确保内部 PI 控制环路没有相位反转。为了防止相位反转，请配置 LOOP-POLARITY = 1。根据检测电路中存在的噪声水平，选择图 8-1中 RF 和 CF 的值。

当比较器的输出为低电平时，PI 控制器输出进入安全模式。因此，电流检测放大器和比较器设置必须配置为在所需的 TEC 电流限值时触发回退模式。

按照节 7.4.6.2中描述的过程配置表 8-37中列出的参数。

表 8-2 PI 控制器参数
寄存器字段名称 静态地址 静态地址位置 配置的值（16 位） 动态地址 动态地址位置
设定点 0x22[9:0] SRAM 0x0256 0x06[9:0] 寄存器
KP 0x23[15:0] SRAM 0x0FA0 不适用 不适用
KI 0x26[15:0] SRAM 0x0001 不适用 不适用
MAX-OUTPUT 0x20[15:6] SRAM 0xFFC0 不适用 不适用
MIN-OUTPUT 0x21[15:6] SRAM 0x0000 不适用 不适用
共模 0x25[11:2] SRAM 0x7FC0 0x0C[11:2] 寄存器
LOOP-POLARITY 0x27[0] SRAM 0x0001 不适用 不适用
FIXED-OUTPUT 0x27[15:6] SRAM 0x0000 不适用 不适用
ADC-MODE 0x27[1] SRAM 0x0002 不适用 不适用
CMP-THRESHOLD 0x24[15:6] SRAM 0x7FC0 不适用 不适用