概述
LTM4663是一款完整的 1.5A μModule^?^ 熱電冷卻器(TEC)調(diào)節(jié)器，采用小型3.5mm × 4mm × 1.3mm LGA封裝。封裝中包含TEC控制器、線性功率級(jí)、開關(guān)穩(wěn)壓器、電感和支持組件。

LTM4663的工作輸入電壓范圍為2.7V至5.5V，支持1.5A連續(xù)吸電流或源電流能力。只需要輸入和輸出電容。LTM4663集成了兩個(gè)零漂移、軌到軌斬波放大器，可用作熱敏電阻輸入放大器和溫度反饋控制環(huán)路。

LTM4663支持NTC、PTC熱敏電阻和電阻溫度檢測(cè)器(RTD)。最大冷卻和加熱電流以及最大TEC電壓都可以獨(dú)立編程設(shè)置。

LTM4663提供符合LGA RoHS標(biāo)準(zhǔn)的端子表面。
數(shù)據(jù)表：*附件：LTM4663超薄1.5A μModule熱電冷卻器(TEC)調(diào)節(jié)器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• TEC溫度控制
• 光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光學(xué)模塊
• LiDAR系統(tǒng)

特性

• 內(nèi)置兩個(gè)零漂移、軌到軌斬波放大器
• 輸入電壓范圍：2.7V至5.5V
• 1.5A驅(qū)動(dòng)能力
• 1%精度2.5V內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出
• 獨(dú)立的可編程加熱和冷卻限流
• TEC電壓和電流監(jiān)控
• 可編程最大TEC電壓
• 默認(rèn)2MHz開關(guān)頻率
• 可在1.85MHz至3.25MHz之間同步
• 支持NTC、PTC和RTD熱傳感器
• 3.5mm × 4mm × 1.3mm LGA封裝

典型應(yīng)用

引腳配置描述

典型性能特征

引腳功能

• GNDP (A1)：PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器電源地引腳 ：連接到GND L，需使用大面積PCB銅箔。
• SW (A2, B2)：PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器的開關(guān)節(jié)點(diǎn)引腳 ：用于測(cè)試。可應(yīng)用R - C緩沖電路，以減少或消除開關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴，否則該節(jié)點(diǎn)需懸空。
• PVIN (A3, B3)：PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器和線性功率級(jí)的電源輸入引腳 ：在該引腳與GNDP/GND L引腳之間施加輸入電壓。建議在PVIN引腳與GND引腳之間直接放置去耦電容。
• VLDR (A4, B4)：線性功率輸出引腳 ：在VPWM引腳與VLDR引腳之間連接TEC器件。
• GND L (A5, B5)：線性功率級(jí)電源地引腳 ：連接到GND，需使用大面積PCB銅箔。
• VPWM (B1)：PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器功率輸出引腳 ：在VPWM引腳與VLDR引腳之間連接TEC器件。建議在VPWM引腳與GND引腳之間直接放置去耦電容。
• SFB (C1)：PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器電壓反饋引腳 ：將此引腳靠近TEC器件連接。
• VTEC (C2)：TEC器件電壓監(jiān)測(cè)引腳
• ITEC (C3)：TEC器件電流監(jiān)測(cè)引腳
• TFB (C4)：溫度反饋引腳 ：將此引腳連接到熱敏電阻輸入端，該輸入端為熱敏電阻溫度誤差放大器的反相輸入端。詳情請(qǐng)參見“應(yīng)用信息”部分。
• TAMPOUT (C5)：熱敏電阻溫度誤差放大器輸出引腳
• GNDA (D1)：內(nèi)部控制電路信號(hào)地引腳 ：所有模擬電路的接地回路。在應(yīng)用中，將其與GNDP/GND L進(jìn)行單點(diǎn)連接。布局指南見圖17。
• EN/SY (D2)：使能和外部同步輸入引腳 ：設(shè)置此引腳邏輯高電平以啟用器件。也可在此引腳施加外部同步時(shí)鐘輸入。
• PAMPOUT (D3)：補(bǔ)償放大器輸出引腳
• PAMPIN (D4)：補(bǔ)償放大器反相輸入引腳
• NC (D5)：測(cè)試用引腳 ：懸空，請(qǐng)勿連接。
• VREF (E1)：2.5V內(nèi)部參考輸出電壓引腳 ：此引腳內(nèi)部用0.1μF電容去耦。無需額外去耦。
• SVIN (E2)：信號(hào)VIN引腳 ：內(nèi)部控制電路的濾波輸入電壓。在大多數(shù)應(yīng)用中，直接連接到PVIN。
• ILIM (E3)：電流限制設(shè)置引腳 ：VREF與GNDA之間的外部電阻分壓器RCT/RCB設(shè)置TEC驅(qū)動(dòng)器的制冷和制熱電流限制。詳情請(qǐng)參見“應(yīng)用信息”部分。
• VLIM/sd (E4)：電壓限制設(shè)置引腳 ：此引腳與GNDA之間的外部電阻分壓器設(shè)置TEC驅(qū)動(dòng)器的制冷和制熱電壓限制。詳情請(qǐng)參見“應(yīng)用信息”部分。
• TSET (E5)：TEC驅(qū)動(dòng)器溫度設(shè)置引腳 ：此引腳為補(bǔ)償放大器的同相輸入端。TSET電壓通過從TEC器件吸收或提供電流，來控制熱敏電阻的目標(biāo)溫度。

框圖

應(yīng)用信息

工作原理

LTM4663有兩個(gè)半橋型功率級(jí)，一個(gè)PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器和一個(gè)線性功率級(jí)，以允許連接在其間的TEC（熱電致冷器）器件有電流流入或流出（見圖2）。

目標(biāo)物體的溫度由外部熱傳感器測(cè)量。所感測(cè)到的溫度（電壓）被反饋到LTM4663的TFB引腳，以形成一個(gè)閉合的熱控制回路。熱敏電阻輸入放大器對(duì)熱敏電阻感測(cè)到的電壓進(jìn)行增益調(diào)整，然后輸出到PID補(bǔ)償放大器。PID補(bǔ)償放大器進(jìn)而對(duì)反饋回路響應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，以驅(qū)動(dòng)PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器和線性功率級(jí)，使TEC對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行加熱或冷卻。

輸入和輸出去耦電容

得益于獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和2MHz的默認(rèn)開關(guān)頻率，僅需在PWM開關(guān)模式穩(wěn)壓器的輸入和輸出端各使用一個(gè)陶瓷電容，就能使TEC兩端的輸出電壓紋波在最壞情況下保持小于1% 。如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)一步降低輸出紋波或動(dòng)態(tài)瞬態(tài)尖峰，則可能需要額外的輸出濾波措施。

使能和關(guān)斷

要使能LTM4663，需向EN/SY引腳施加邏輯高電平電壓，同時(shí)V LIM/SD引腳的電壓需高于0.07V的最大關(guān)斷閾值。如果EN/SY引腳電壓設(shè)置為邏輯低電平，或者V LIM/SD引腳電壓低于0.07V ，控制器將進(jìn)入超低電流狀態(tài)。在關(guān)斷模式下，典型的電流消耗為480μA。大部分電流由VREF電路模塊消耗，即使器件被禁用或關(guān)斷，該模塊也始終處于啟用狀態(tài)。當(dāng)外部同步時(shí)鐘信號(hào)施加到EN/SY引腳，且V LIM/SD引腳電壓高于0.07V時(shí)，也可啟用該器件。表1列出了使LTM4663兩個(gè)輸入引腳上的各種組合所需的邏輯電平。