LTM4663超薄1.5A µModule热电冷却器(TEC)调节器技术手册

概述
LTM4663是一款完整的 1.5A µModule^®^ 热电冷却器(TEC)调节器，采用小型3.5mm × 4mm × 1.3mm LGA封装。封装中包含TEC控制器、线性功率级、开关稳压器、电感和支持组件。

LTM4663的工作输入电压范围为2.7V至5.5V，支持1.5A连续吸电流或源电流能力。只需要输入和输出电容。LTM4663集成了两个零漂移、轨到轨斩波放大器，可用作热敏电阻输入放大器和温度反馈控制环路。

LTM4663支持NTC、PTC热敏电阻和电阻温度检测器(RTD)。最大冷却和加热电流以及最大TEC电压都可以独立编程设置。

LTM4663提供符合LGA RoHS标准的端子表面。
数据表：*附件：LTM4663超薄1.5A µModule热电冷却器(TEC)调节器技术手册.pdf

应用

• TEC温度控制
• 光纤网络系统、光学模块
• LiDAR系统

特性

• 内置两个零漂移、轨到轨斩波放大器
• 输入电压范围：2.7V至5.5V
• 1.5A驱动能力
• 1%精度2.5V内部基准电压输出
• 独立的可编程加热和冷却限流
• TEC电压和电流监控
• 可编程最大TEC电压
• 默认2MHz开关频率
• 可在1.85MHz至3.25MHz之间同步
• 支持NTC、PTC和RTD热传感器
• 3.5mm × 4mm × 1.3mm LGA封装

典型应用

引脚配置描述

典型性能特征

引脚功能

• GNDP (A1)：PWM开关模式稳压器电源地引脚 ：连接到GND L，需使用大面积PCB铜箔。
• SW (A2, B2)：PWM开关模式稳压器的开关节点引脚 ：用于测试。可应用R - C缓冲电路，以减少或消除开关节点振铃，否则该节点需悬空。
• PVIN (A3, B3)：PWM开关模式稳压器和线性功率级的电源输入引脚 ：在该引脚与GNDP/GND L引脚之间施加输入电压。建议在PVIN引脚与GND引脚之间直接放置去耦电容。
• VLDR (A4, B4)：线性功率输出引脚 ：在VPWM引脚与VLDR引脚之间连接TEC器件。
• GND L (A5, B5)：线性功率级电源地引脚 ：连接到GND，需使用大面积PCB铜箔。
• VPWM (B1)：PWM开关模式稳压器功率输出引脚 ：在VPWM引脚与VLDR引脚之间连接TEC器件。建议在VPWM引脚与GND引脚之间直接放置去耦电容。
• SFB (C1)：PWM开关模式稳压器电压反馈引脚 ：将此引脚靠近TEC器件连接。
• VTEC (C2)：TEC器件电压监测引脚
• ITEC (C3)：TEC器件电流监测引脚
• TFB (C4)：温度反馈引脚 ：将此引脚连接到热敏电阻输入端，该输入端为热敏电阻温度误差放大器的反相输入端。详情请参见“应用信息”部分。
• TAMPOUT (C5)：热敏电阻温度误差放大器输出引脚
• GNDA (D1)：内部控制电路信号地引脚 ：所有模拟电路的接地回路。在应用中，将其与GNDP/GND L进行单点连接。布局指南见图17。
• EN/SY (D2)：使能和外部同步输入引脚 ：设置此引脚逻辑高电平以启用器件。也可在此引脚施加外部同步时钟输入。
• PAMPOUT (D3)：补偿放大器输出引脚
• PAMPIN (D4)：补偿放大器反相输入引脚
• NC (D5)：测试用引脚 ：悬空，请勿连接。
• VREF (E1)：2.5V内部参考输出电压引脚 ：此引脚内部用0.1μF电容去耦。无需额外去耦。
• SVIN (E2)：信号VIN引脚 ：内部控制电路的滤波输入电压。在大多数应用中，直接连接到PVIN。
• ILIM (E3)：电流限制设置引脚 ：VREF与GNDA之间的外部电阻分压器RCT/RCB设置TEC驱动器的制冷和制热电流限制。详情请参见“应用信息”部分。
• VLIM/sd (E4)：电压限制设置引脚 ：此引脚与GNDA之间的外部电阻分压器设置TEC驱动器的制冷和制热电压限制。详情请参见“应用信息”部分。
• TSET (E5)：TEC驱动器温度设置引脚 ：此引脚为补偿放大器的同相输入端。TSET电压通过从TEC器件吸收或提供电流，来控制热敏电阻的目标温度。

框图

应用信息

工作原理

LTM4663有两个半桥型功率级，一个PWM开关模式稳压器和一个线性功率级，以允许连接在其间的TEC（热电致冷器）器件有电流流入或流出（见图2）。

目标物体的温度由外部热传感器测量。所感测到的温度（电压）被反馈到LTM4663的TFB引脚，以形成一个闭合的热控制回路。热敏电阻输入放大器对热敏电阻感测到的电压进行增益调整，然后输出到PID补偿放大器。PID补偿放大器进而对反馈回路响应进行补偿，以驱动PWM开关模式稳压器和线性功率级，使TEC对目标物体进行加热或冷却。

输入和输出去耦电容

得益于独特的拓扑结构和2MHz的默认开关频率，仅需在PWM开关模式稳压器的输入和输出端各使用一个陶瓷电容，就能使TEC两端的输出电压纹波在最坏情况下保持小于1% 。如果系统设计人员需要进一步降低输出纹波或动态瞬态尖峰，则可能需要额外的输出滤波措施。

使能和关断

要使能LTM4663，需向EN/SY引脚施加逻辑高电平电压，同时V LIM/SD引脚的电压需高于0.07V的最大关断阈值。如果EN/SY引脚电压设置为逻辑低电平，或者V LIM/SD引脚电压低于0.07V ，控制器将进入超低电流状态。在关断模式下，典型的电流消耗为480μA。大部分电流由VREF电路模块消耗，即使器件被禁用或关断，该模块也始终处于启用状态。当外部同步时钟信号施加到EN/SY引脚，且V LIM/SD引脚电压高于0.07V时，也可启用该器件。表1列出了使LTM4663两个输入引脚上的各种组合所需的逻辑电平。