Texas Instruments AFEx3902-Q1智能模拟前端 (AFE) 是双通道智能模拟前端 (AFE)，用于LED照明的多斜率热折返。随着温度的升高，LED灯的输出会降低。多斜率热折返有助于保持LED的稳定光输出，无论温度变化如何，同时将LED温度限制在编程阈值范围内。

数据手册：*附件：Texas Instruments AFEx3902-Q1智能模拟前端 (AFE)数据手册.pdf

AFEx3902-Q1具有用于温度输入的ADC和用作输出的DAC或PWM发生器。这些器件具有集成的状态机，预编程为多斜率热折返控制器。AFEx3902-Q1非常适合用于汽车尾灯、大灯和园艺灯的热折返。Texas Instruments AFEx3902-Q1独立于编程在非易失性存储器中的参数工作，从而使这些智能模拟前端能够用于无处理器应用和设计重复使用。这些器件还自动检测^I2C^或SPI，并具有内部基准。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 温度等级1级（-40°C至+125°C，T A ）
• 多斜率热折返
  • 10位模数转换器 (ADC) 输入
  • 数模转换器 (DAC) 输出
    • 10位（AFE53902-Q1）
    • 8位（AFE43902-Q1）
  • 脉冲宽度调制 (PWM) 输出，具有7位占空比
  • 由非易失性存储器 (NVM) 独立运行
  • 基于查找表 (LUT) 的参数配置
  • 热敏电阻器分段线性化电路
• 自动检测^I2C^或SPI
  • 1.62V V IH ，VDD = 5.5V
• VREF/MODE引脚在编程模式和独立模式之间选择
• 用户可编程NVM
• 内部、外部或VDD 基准
• 宽工作范围
  • 电源电压范围：1.8V至5.5V
• 微型封装：16引脚WQFN (3mm × 3mm）

功能框图

AFEx3902-Q1智能模拟前端(AFE)技术解析与应用指南

一、产品概述

AFEx3902-Q1是德州仪器(TI)推出的车规级智能模拟前端芯片，包含AFE53902-Q1(10位)和AFE43902-Q1(8位)两个型号，主要特性包括：

• ‌车规认证‌：通过AEC-Q100 Grade 1认证(-40°C至+125°C)
• ‌多斜率热折返控制‌：集成10位ADC输入和DAC/PWM输出
• ‌双工作模式‌：支持I2C/SPI编程模式和独立工作模式
• ‌非易失存储‌：内置用户可编程NVM，支持参数存储
• ‌宽工作电压‌：1.8V至5.5V单电源供电
• ‌微型封装‌：16引脚WQFN(3mm×3mm)

二、关键特性解析

1. 多斜率热折返控制

• 10位ADC用于温度检测输入
• 可配置DAC(10位/8位)或7位PWM输出
• 内置状态机实现温度-输出特性曲线控制
• 支持四点(X,Y)坐标定义多段折线特性

2. 双模接口设计

• 自动检测I2C(标准/快速/快速+模式)或SPI(最高50MHz)接口
• I2C支持4个可编程地址选项
• SPI支持三线/四线模式选择

3. 电源管理

• 内置1.21V精密基准(±1.5%初始精度)
• 支持外部基准或电源电压作为参考
• 低静态电流(典型28μA @睡眠模式)

三、典型应用设计

1. 汽车LED热管理应用

‌设计要点‌：

• 使用AIN0引脚连接NTC热敏电阻
• 配置多斜率温度-亮度曲线(典型4点)
• PWM输出模式驱动LED调光电路
• 典型参数设置：
  • X1=20°C, Y1=78%占空比
  • X2=50°C, Y2=100%占空比
  • X3=75°C, Y3=63%占空比
  • X4=100°C, Y4=0%占空比

2. 电压输出模式设计

‌关键参数计算‌：

• DAC输出公式：VOUT = (DAC_CODE/2^N)×VREF×GAIN
• 输出带宽：约40kHz(1/10开关频率)
• 建立时间：20μs(典型值，10%FSR内)

四、寄存器配置指南

1. 核心寄存器组

寄存器	地址	功能描述
DAC-x-VOUT-CMP-CONFIG	15h/03h	DAC输出和比较器配置
COMMON-CONFIG	1Fh	全局配置(基准使能/通道开关)
STATE-MACHINE-CONFIG0	27h	状态机启停控制

2. NVM编程流程

1. 配置所有应用参数寄存器
2. 设置COMMON-TRIGGER[0]=1触发存储
3. 等待NVM-BUSY标志清零(典型200ms)
4. 掉电后参数自动保持

五、PCB设计建议

1. ‌布局原则‌：
   • 将去耦电容(1.5μF)紧靠CAP引脚
   • AGND引脚直接连接至接地平面
   • 数字/模拟信号走线分离
2. ‌热设计‌：
   • 充分利用底部散热焊盘
   • 建议使用4层板设计
   • 高温环境需降额使用

六、应用领域

1. ‌汽车电子‌：前照灯/尾灯热管理
2. ‌工业控制‌：温度保护系统
3. ‌园艺照明‌：LED生长灯控制
4. ‌消费电子‌：智能照明设备