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

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
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》!
 
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