MAX9949/MAX9950参数测量单元PMU工作模式

2011-11-08 15:46:56来源: 互联网
概述

MAX9949/MAX9950是双通道参数测量单元(PMU),具有四种主要工作模式:

  1. FIMI—加流/测流
  2. FIMV—加流/测压
  3. FVMI—加压/测流
  4. FVMV—加压/测压

本文没有讨论两种辅助操作模式,即:无加载信号/测压(FNMV)和无加载信号/测流(FNMI)。关于这两种模式的详细信息,请参照数据资料。

这篇应用笔记分章节讨论四种主要工作模式,每个章节根据等效框图说明芯片的功能。利用公式解释工作原理,并给出了配置实例。针对FIMI模式的表格给出了进一步的设计案例,MAX9949/MAX9950针对不同类型的ADC与MSR引脚连接进行配置。用户可以参考这些实例、配置、公式和表格,设置特殊的工作模式。

如需了解如何通过串口配置各种模式,请参照数据资料。



注意事项及附加说明

给出原理框图之前,首先提供以下附加说明。

  1. 本应用笔记的内容是对数据资料的补充,建议读者首先获取一份数据资料,确保所有设置都符合数据资料的规定。
     
  2. 本文所举示例假设PMU都已经过校准。为简化问题,假设所有失调为零。没有失调的器件在现实生活中并不存在,所有器件在实际使用之前都需要进行校准,以达到绝对精度要求。
     
  3. 数据资料中的满量程范围(FSR)指从负向最小值到正向最大值的范围。比如,200µA的FSR范围为±200µA,共计400µA。其它量程±2µA、±2mA和±64mA同样如此换算。
     
  4. 线性误差表示为FSR的函数,通常在±0.02%范围内。如果我们选取2µA范围,则在整个4µA FSR范围内,最大线性误差为0.02% x 4µA = 80nA。
     
  5. 不要超过绝对最大额定值指标,确保工作在数据资料规定的标称范围内。超出标称工作范围可能导致异常结果或损坏器件。
     
  6. 框图中椭圆内的数字代表节点电压,用户可以自行验证各节点值。框图采用理想运放的SPICE模型进行仿真,节点电压值即为仿真结果。
     
  7. 在FI (加流)模式下,电流正比于[VIN - VIOS]。
     
  8. 表中给出了如何针对单极性和双极性ADC设置IOS。
     
  9. 所有示例框图采用15.5kΩ负载,RSENSE = 10kΩ,量程设为200µA。框图适用于任何负载和任何量程。
     
  10. 本应用笔记也适用于MAX9951/MAX9952 PMU,但有两点例外:反馈环路增益倍数是4而不是2;所使用的检测电阻值翻倍。

FIMI模式


图1. 示例配置的FIMI模式等效框图

由图1可以观察到:

  1. MSR引脚监测IN输入电压,加上或减去U1、U2、U3、U4和U5的全部失调电压。MSR引脚自身并不直接检测输入电流,IFORCE电流正比于VIN - VIOS:
    式1. (式1)
  2. 图1给出了一个设置案例,其中,IN = 3.456V,IOS = 1.234V,负载为15.5kΩ。利用式1和RSENSE = 10kΩ (±200µA量程),得到IFORCE = 111.1µA。
     
  3. 通过计算流过RSENSE的电流可以确认IFORCE的计算:
    IRSENSE = (2.833 - 1.722)/10,000 = 111.1µA (式2)
    负载端:
    IRLOAD = 1.722/15,500 = 111.0968µA (误差源于3位分辨率)
  4. FIMI
    IN
    (V)
    IOS
    (V)
    RSENSE
    (Ω)
    FI
    (µA)
    MSR
    (V)
    IOS set for -4V to +4V ADC on MSR output
    -4 0 10,000 -200 -4
    -3 0 10,000 -150 -3
    -2 0 10,000 -100 -2
    -1 0 10,000 -50 -1
    0 0 10,000 0 0
    1 0 10,000 50 1
    2 0 10,000 100 2
    3 0 10,000 150 3
    4 0 10,000 200 4
    IOS set for 0V to +8V ADC on MSR output
    0 4 10,000 -200 0
    1 4 10,000 -150 1
    2 4 10,000 -100 2
    3 4 10,000 -50 3
    4 4 10,000 0 4
    5 4 10,000 50 5
    6 4 10,000 100 6
    7 4 10,000 150 7
    8 4 10,000 200 8

    表1说明如何使用IOS引脚配置芯片,以支持单极性ADC (本例中,-4V至+4V)或双极性ADC (0V至8V)。由此,客户可以针对其应用需求在较宽范围选择ADC。表1示例采用200µA量程(RSENSE = 10kΩ),但相同的设置适用于所有量程。



    FIMV模式


    图2. 示例配置的FIMV模式等效框图

    FIMV节点与FIMI模式基本相同,只是输出端或FORCE引脚电压由MSR引脚监测(图2)。FORCE引脚输出电流与图1完全相同,所有计算过程也相同。



    FVMI模式


    图3. 示例配置的FVMI模式等效框图

    在FVMI模式下,FORCE引脚电压强制等于IN引脚电压(图3),因此,VFORCE = VIN。

    从图3很容易看到这一点:

    ILOAD = VIN/RLOAD = 3.456/15,500 = 222.97µA (式3)

    因为RSENSE = 10kΩ,量程为200µA。但我们超出200µA FSR量程22.97µA。考虑到每个设定量程都有一定裕量,超出FSR指标,所以这个结果是可接受的。MSR引脚通过IOS引脚电压偏置为:VMSR = 2 × (ILOAD × RSENSE) + VIOS。

  5. FVMV模式

    图4. 示例配置的FVMV模式等效框图

    图4显示强制输出为IN电压,MSR引脚监控该电压或加压。因此,ILOAD = VIN/RLOAD。

    结论

    本应用笔记在数据资料的基础上详细说明了MAX9949/MAX9950 PMU器件的四种主要工作模式,并给出了每种模式下的等效框图和设置示例,便于实际评估。 

关键字:MAX9949  MAX9950  PMU

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/1108/article_13044.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
MAX9949
MAX9950
PMU

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved