帝奥微集成比较器和电压基准的高侧测量电流监视器DIA221X

发布时间：2023-08-25 09:42
作者：AMEYA360
来源：网络
阅读量：3017

　　随着汽车智能化和电气化的不断发展，出于智能控制和安全方面考虑，在由高压母线直接提供电源的负载电路中，电流检测和过流保护功能愈加重要。

帝奥微集成比较器和电压基准的高侧测量电流监视器DIA221X

　　针对汽车12V/24V电池系统中，母线提供电源的负载工作电流检测和过流保护应用，帝奥微适时推出了具有业界领先水平的车规级电流检测放大器产品DIA221X。

　　DIA221X具有高精度电流检测，Vos最大值仅为0.2mV，增益误差0.5%，可用于低侧或高侧电流监控器，能够在 -0.1至 +70V 共模输入电压范围内通过感测电阻两端电压实现测量电流。DIA221X 内部还集成了开漏输出的比较器和电压基准，基准电压为 0.6V，比较器输出具有锁存功能。

　　产品具有三种固定增益版本，即20V/V、50V/V和100V/V。这些器件采用SOIC-8和MSOP-8 封装，符合AEC-Q100规范，适用于汽车标准的Grade1温度范围(-40°C至125°C)。

帝奥微集成比较器和电压基准的高侧测量电流监视器DIA221X

　　典型应用

　　DIA221X共模输入电压范围在-0.1V至 +70V，可用于高压母线上高侧电流监控。

　　DIA221X也可用于负载的低测电流监控。

　　产品优势

　　极高的共模输入电压范围

　　DIA221X共模输入电压范围可到70V，可以应用于汽车电池电源上高侧电流检测，满足汽车12V/24V电池系统电压瞬态变化，并且在共模输入范围内具有非常稳定的增益。

　　多种放大倍数和带宽规格可选

　　增益是指输入信号与输出信号幅度的比值，通常用dB表示，增益（Gain） = 20lg（Vou/Vin）；带宽是指运放能够放大信号的频率范围，通常用Hz表示。DIA221X具有多个规格供客户选择。

帝奥微集成比较器和电压基准的高侧测量电流监视器DIA221X

　　具有极小的输入失调电压和温漂，

　　极小的增益误差和总输出误差

　　输入失调电压（Vos）和温漂（dVOS/dT）是运放比较重要的直流参数。

　　输入失调电压 Vos，是指为了让运放的输出为零，需要额外在输入端补偿的电压值。温漂是指运放的失调电压会随温度的变化而产生变化幅度。

　　输入失调电压、温漂和总输出误差的参数反映了运放的精度指标。

　　比较器输出：

　　内置0.6V基准电压，OD输出方式，

　　带锁存功能，输出迟滞8mV

　　比较器输出latch的作用是保证输出具有稳定的状态，提高外围控制电路工作的稳定性。

　　主要功能特性

　　符合AEC-Q100规范

　　供电电压范围：3-40V

　　共模输入电压：-0.1-70V

　　增益和带宽可选：

　　DIA2210:20V/V，440KHz

　　DIA2211:50V/V，360KHz

　　DIA2212:100V/V，220KHz

　　最大输入失调电压：±0.2mV

　　压摆率：3V/us

　   内部比较器参考电压：0.6V

　　静态电流：470uA

　　封装尺寸: SOIC-8/MSOP-8

　　高性能运算放大器系列产品作为帝奥微信号链产品线的“硬核”产品之一，经过不断的技术升级与突破，产品众多，性能优越。目前已经量产的运放产品包含通用放大器、低噪声放大器、高精度放大器、低功耗放大器、高速放大器和电流检测放大器等。


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　　随着AI算力下沉、机器视觉普及和存储密度不断提升，不同功率等级的处理器、高速存储等核心负载，对电源提出灵活输出电流选型、高转换效率、快速瞬态响应、小体积高密度布局的严苛需求。　　帝奥微近期推出的同步降压DC/DC——DIO6146，凭借COT恒定导通时间架构、8/8mΩ超低导通内阻及2mm × 3mm超小封装，在实现10A大电流输出的同时兼顾高效率、快速瞬态响应与完备保护，成为大电流应用的理想供电搭档!　　DIO6146简介及主要参数　　DIO6146是高集成度内置功率MOS管的同步降压DC-DC转换器，同封装完全兼容的情况下，可提供6A、8A、10A三档不同输出电流的版本。　　DIO6146采用优化的COT(恒定导通时间)架构，兼顾优异瞬态响应与环路稳定性;集成低导通内阻功率MOSFET，有效降低开关转换损耗和导通损耗;支持QFN2*3-12超小封装，可实现紧凑高功率密度PCB设计。　　产品广泛适配AI计算板卡、光模块、高性能SSD、IPC网络摄像机、工业PC、工控模块、高端消费硬件等大电流应用场景。其核心参数如下：　　DIO6146应用框图　　DIO6146性能解析　　DIO6146针对大电流设备“重载满功率运行 + 待机间歇工作”的混合工况进行双重优化，兼顾重载大功率输出与轻载省电需求：　　重载低导通损耗：内置低阻抗功率MOS，面对重载输出时，可有效降低导通损耗，最高效率可达94%以上(VIN=3.3V，VOUT=1.2V)。　　智能模式切换：用户可通过MODE引脚切换FPWM模式与PSM模式。在Auto模式下，重载维持1.2MHz固定PWM工作保障转换效率;轻载时自动切换PSM省电模式，低静态功耗，在设备休眠、待机场景下减少电量消耗。　　DIO6146与行业竞品带载效率解析　　由于AI处理器、高速存储、图像传感器对电源噪声十分敏感，纹波过高会引发数据读写异常、信号失真等问题。DIO6146在FPWM模式下，芯片维持1.2MHz固定开关频率，配合低ESR陶瓷电容可实现低纹波供电。　　如下是DIO6146输出纹波特性表现，在VIN=3.3V，VOUT=0.9V，Iload=6A测试条件下，输出纹波仅有5mV。　　AI处理器、高端相机、SSD主控等核心电源轨在工作时往往伴随剧烈的负载突变，若DC/DC动态响应迟缓，电压跌落或过冲将直接影响系统稳定性。DIO6146采用优化的COT恒定导通时间架构，具有非常快的瞬态响应速度，负载突变时无需复杂外部补偿即可快速恢复输出电压。　　电池供电设备在电量即将耗尽时，输入电压会逼近DC/DC的输出电压，若DC/DC 此时无法完全导通，会造成输出电压跌落，提前触发系统关机，浪费宝贵电量。DIO6146支持 100%占空比，低压差下仍可持续供电;同时15μA的超低静态电流，可最大程度延长待机续航。　　DIO6146支持Power-Good指示，为系统上电时序与异常监测提供精准信号;支持供短路保护提供Hiccup(打嗝重启)与Latching(锁死)两种模式可选，分别适用于需要自动恢复与需要锁定故障的场景;同时集成可调软启动、过流保护、热关断及约5Ω输出放电功能，并支持外部工作模式控制，全方位保障系统安全可靠运行。　　从8/8mΩ超低内阻支撑高效率转换、10A大电流输出，到COT架构带来快速动态响应，再到100%占空比低压差运行、完备保护特性，DIO6146以全维度性能优化，完美应对大电流DC/DC应用的核心痛点。其超小 QFN2*3_12 封装与高开关频率，进一步节省PCB Layout尺寸，适配高密度布局需求。
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【光模块智能可调Buck-Boost】帝奥微推出I²C可编程全集成升降压DPM4112
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【光模块智能可调Buck-Boost】帝奥微推出I²C可编程全集成升降压DPM4112

　　前言　　随着AI大模型训练与推理规模持续扩张，数据中心算力互联带宽需求呈指数级增长，驱动高速光模块加速向800G、1.6T及更高速率迈进。速率越高，内部激光驱动、DSP信号处理、时钟同步等单元对供电精度与稳定性的要求也越严苛。　　一方面，系统总线电压在不同整机平台上存在差异，输入可能高于、等于甚至低于目标输出电压，单Buck或单Boost方案难以覆盖全部工况;另一方面，光模块内部空间异常紧凑，在满足性能的前提下需尽可能减少外围元器件数量，所以集成度更高、输出可调、体积更小、外围元器件数量更少的Buck-Boost模块成为必然选择。　　针对上述痛点，帝奥微推出高集成度的同步Buck-Boost电源模块DPM4112。该产品在ECLGA 2.0mm x 2.6mm–8超小封装内集成了功率电感与功率开关，搭载I2C可编程接口，无需外围电感，同时可减少2颗外围FB反馈电阻，支持输出电压实时调节与功能参数灵活配置，为高速光模块及各类空间受限设备提供高集成度、高灵活性的升降压供电方案。　　DPM4112简介及主要参数　　DPM4112是一款面向光模块、便携电子等场景的全集成同步Buck-Boost电源模块。产品采用ECLGA-8微型封装，内置功率电感，输入覆盖2.0V~5.5V，输出可通过I2C在1.0V~5.5V范围内灵活设定，最大支持2.0A持续输出电流。芯片运行于2MHz固定开关频率，提供PSM与FPWM两种工作模式，并集成真正关断、短路保护、过压保护、过热关断等完整防护机制，是空间受限、供电要求严苛场景下的理想选择。　　主要参数　　应用框图　　性能解析　　一、全温区高效运行，助力光模块攻克散热瓶颈　　光模块封装密闭，内部空间有限，电源转换产生的热量难以快速散出，转换效率直接决定模块的温升水平与长期可靠性。DPM4112从架构到工艺全面优化效率表现：　　内部四路功率开关采用低导通电阻设计，大幅降低导通损耗，在2.0A满载工况下仍保持高效率;　　在定频峰值电流模式控制架构下，Buck、Boost、Buck-Boost三种工作模式根据输入输出电压关系自动平滑切换，无论输入高于、低于还是接近输出电压，均能维持高效能量转换。　　二、低输出纹波，为高速信号链提供洁净电源　　光模块内激光驱动、时钟、TIA等噪声敏感电路对供电纹波要求严苛，DPM4112以恒定2MHz频率开关工作，具备优异的输出纹波特性，在VIN = 3.3V，VOUT = 3.3V，IOUT = 0A测试条件下，DPM4112的输出纹波仅为5.4mV：　　三、快速瞬态响应，从容应对负载电流骤变　　光模块中的电源供电电路需满足典型的突发式负载特性 —— 数据突发传输时电流迅速攀升，空闲时又骤降至接近零，这种大幅度、快节奏的电流跳变对电源的瞬态响应能力提出较高要求。DPM4112在Buck-Boost三模式无缝切换的基础上，配合多项设计优化，可确保瞬态性能满足光模块实际工况需求：　　DPM4112在Buck、Boost、Buck-Boost三种工作模式下均保持稳定的环路特性，模式切换过程中瞬态响应连续跳变小，不会因拓扑模式变化出现响应性能突变;配合2 MHz高开关频率，环路响应速度快，负载电流在轻载与满载间快速跳变时，输出电压下冲 / 上冲幅度小、恢复时间短;　　FPWM模式下支持反向电流操作，当输出电压因负载骤减而超过设定值时，芯片主动将多余能量回灌至输入端，加速输出电压回归，有效压缩负载卸载时的瞬态过冲　　如下是DPM4112在VIN = 3.3V, VOUT = 3.3V，IOUT: 0.1A -- 1A，Slew rate 20µs测试条件下的输出瞬态响应波形：　　四、多重防护机制，筑牢光模块供电安全防线　　电源供电产品在实际应用中可能面临输入异常、输出过流或短路、过温等多种极端工况，完善的保护机制是保障芯片自身及整模块安全的关键。DPM4112集成了覆盖上电、运行、关断全流程的防护体系：　　真正关断(Full True Shutdown)功能：芯片关断时输出端与负载完全断开，杜绝通过体二极管或寄生路径产生的漏电流，确保系统下电后输出真正归零;　　打嗝模式短路保护：输出短路或严重过载时，芯片进入间歇工作模式以限制平均电流，避免功率器件因过热而损坏;故障排除后自动恢复正常输出，无需人工复位;　　过压保护、过热关断、欠压锁定及双向限流功能同步集成，对输入过压、芯片过温、输入欠压、电流异常等工况全部覆盖;　　ESD等级达到HBM ±5000V、CDM ±2000V，高于国内外其他厂家的产品指标，静电防护能力优势显著，满足光模块在数据中心各类环境下的可靠运行要求。　　如下是DPM4112在VIN = 3.3V，VOUT = 3.3V，IOUT = 1.0A测试条件下的短路保护波形：　　总结：DPM4112 —— 高速光模块的“小巧灵活型升降压供电首选”　　凭借全温区全负载范围的高效转换、I2C可编程灵活输出、低输出纹波、快速瞬态响应以及多重安全防护，DPM4112在2.0mm × 2.6mm的超小体积内，完美解决了高速光模块供电中“输入电压波动、多电压轨适配、散热受限、噪声敏感、异常工况防护”几大核心难题，是高速光模块及各类紧凑型设备供电设计的优选方案。
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