如何設(shè)置PMU電壓和電流鉗位

MAX9979是完全集成的引腳電子IC，由DCL、PMU和電平設(shè)置器組成。MAX9979的所有模塊均具有箝位、有源負載、高范圍拉電流和灌電流能力、數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)和差分模式等特性。MAX9979參數(shù)測量單元（PMU）既能施加力，又能測量電流和電壓。設(shè)置電壓和電流鉗位可確保PMU在線性區(qū)域工作。本應(yīng)用筆記簡化了對PMU功能的理解并根據(jù)應(yīng)用調(diào)整鉗位的過程。

介紹

MAX9979中的參數(shù)測量單元（PMU）模塊負責(zé)強制和測量電流和電壓?？芍С?-1.5V 至 6.5V 的電壓范圍和 ±2μA 至 ±50mA 的滿量程電流范圍。MAX9979的電壓和電流箝位特性使PMU在性能方面更加通用，但需要仔細考慮。

了解 PMU 功能至關(guān)重要，因此此應(yīng)用程序?qū)⑹紫冉榻B PMU 模式和操作范圍。然后，將詳細介紹PMU鉗具的使用。

PMU 模式和操作范圍

MAX9979 PMU可配置為六種工作模式，如表1所示。

力-電壓/測量-電壓 （FVMV）

力-電壓/測量-電流 （FVMI）

力-電流/測量-電流 （FIMI）

力-電流/測量-電壓 （FIMV）

無強制/測量電壓 （FNMV）

無強制/無測量 （FNMN）

基于滿量程電流范圍選擇，PMU力-電流和測量-電流可以通過三位控制字（RS2、RS1和RS0）在不同的電流范圍內(nèi)工作或控制，如表2所示。

PMU 電壓/電流鉗

PMU電壓或電流鉗確保DUT_電壓或電流分別不能超過鉗位電壓或電流。PMU 電壓箝位在 FI 工作模式下可用，而電流箝位在 FV 模式下可用。當(dāng)PMU電壓/電流箝位處于活動狀態(tài)時，在其限值內(nèi)，MV和MI功能仍然有效。

設(shè)置CLAMPHI_和CLAMPLO_數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）設(shè)置高鉗位電壓（VCLAMPHI） 和低鉗位電壓 （VCLAMPLO）分別。在FI模式下，用戶可以使用CLAMPHI_和CLAMPLO_DAC直接設(shè)置電壓箝位。對于電流鉗 IIOSDAC （VIIOS） 需要與 CLAMPHI_ 和CLAMPLO_ DAC 一起設(shè)置。鉗位大電流（ICLAMPHI）和鉗位低電流（ICLAMPLO） 方程給出如下。

ICLAMPHI = (VCLAMPHI - VIIOS)/RRANGE

VCLAMPHI = (ICLAMPHI × RRANGE) + VIIOS

示例 1：

考慮 FVMI 模式下的 PMU 和范圍 B 操作。

考慮 VIIOS DAC電壓是2.5V，1K？是 DUT 負載。ICLAMPHI為 2mA 和 ICLAMPLO為-2mA。開始 VIN_從 2V 逐漸降低。公式1和2用于下表3中的計算。

作為 VIN_ 逐漸減少，VDUT_ 和IDUT也減少。MAX9979 PMU具有測量電流失調(diào)（IMOS） 的 ±1 % FSR（如數(shù)據(jù)手冊的 EC 表所述）。由于PMU處于B工作范圍（FSR = 4mA），因此預(yù)期的最大電流失調(diào)為±40μA。如果 IDU失調(diào)超過 ±40μA，則不需要輸出。在表 3 中，藍綠色讀數(shù)是理想的，橙色讀數(shù)是不可取的。對于PMU，需要滿足兩個條件。

圖1.PMU FVMI 模式，范圍 B 箝位，示例 1。

為了在FI模式下保持線性度：

(VCLAMPLO + 0.5V) = VDUT = (VCLAMPHI – 0.5V)

為了在FV模式下保持線性度：

(ICLAMPLO + 10% FSR) = IDUT = (ICLAMPHI – 10%FSR)

示例 2：

考慮 FVMI 模式下的 PMU 和范圍 B 操作。

FMODE = 0， MMODE = 0， RRANGE = 500？， FSR = 4mA

考慮 VIIOS DAC電壓是2.5V，1K？是DUT_負載。修復(fù) V在_ DAC電壓為1V。將箝位電流從2mA更改為0mA。公式1和2用于下面表4中的計算。

Expected IDUT = VDUT/RLOAD = 1V/1K? = ±1mA

注意：±符號表示MAX9979器件可以供應(yīng)或吸收電流。

在范圍 B 工作時：10% FSR = 10% 的 4mA = 0.4mA

根據(jù)公式 4，假設(shè)設(shè)備如下：

IDUT = (ICLAMPHI – 10% FSR)

IDUT + 10% FSR = ICLAMPHI

ICLAMPHI = 1mA + 0.4mA = 1.4mA

Similarly, ICLAMPLO = -1.4mA

VIN在 1V。在 FVMI 模式下，我們期望 VDUT= 1V。因此IDUT= DUT/RDUT = 1V/1K? = +1mA。在橙色行中觀察，當(dāng)ICLAMPH小于1.4mA，VDUT和IDUT讀數(shù)不是預(yù)期值。在這種情況下，IDUT失調(diào)誤差大于±40uA。

圖2.PMU FVMI 模式，范圍 B 箝位示例 2。

示例 3：

考慮 FVMI 模式下的 PMU 和范圍 B 操作。

FMODE = 0， MMODE = 0， RRANGE = 500？， FSR = 4mA

考慮 VIIOS DAC電壓是2.5V，1K？是DUT_負載。將VIN_DAC電壓固定為1.5V，I夾子作為2mA。更改 ICLAMPLO從-2mA到1.4mA。公式1和2用于下面表5中的計算。

從等式4，

(ICLAMPLO + 10% FSR) = IDUT = (ICLAMPHI – 10% FSR)

(ICLAMPLO + 10% FSR) = (ICLAMPHI – 10% FSR)

ICLAMPHI – ICLAMPLO = 20% FSR

VCLAMPHI – VCLAMPLO = (20% FSR) × RRANGE;從等式 1 和 2 開始。

圖3.PMU FVMI 模式，范圍 B 箝位示例 3。

示例 4：

考慮 FIMV 模式下的 PMU 和范圍 B 操作。

FMODE = 1， MMODE = 1， R范圍= 500？， FSR = 4mA

考慮 VIIOS DAC電壓是2.5V，1K？是DUT_負載。修復(fù)VIN DAC電壓為5.5V。將箝位電壓從 ±2.5V 更改為 ±1.5V。

當(dāng)PMU處于FI模式時，電壓箝位就會出現(xiàn)。從等式3，

(VCLAMPLO + 0.5V) = VDUT = (VCLAMPHI – 0.5V).

在FI模式出DUT的電流按照下面的公式5計算。

DUT = (VIN – VIIOS)/(4 × RRANGE)

其中;

IDUT = (5.5 – 2.5)/(4 × 500)

IDUT = 1.5mA

VDUT = IDUT × RLOAD = 1.5mA × 1K? = 1.5V

預(yù)期的DUT電壓為1.5V，箝位電壓應(yīng)比預(yù)期的DUT電壓高0.5V。當(dāng)箝位電壓與DUT電壓相同時，DUT電壓開始降低（參見圖表中的橙色行）。電壓偏移的測量（VMOS） 增加超過 25mV。

總結(jié)

本應(yīng)用筆記為用戶提供了在線性區(qū)域操作PMU的指南。這很簡單，有兩個等式：

(VCLAMPLO + 0.5V) = VDUT = (VCLAMPHI – 0.5V)

To maintain linearity in FV mode:

(ICLAMPLO + 10% FSR) = IDUT = (ICLAMPHI – 10% FSR)

審核編輯：郭婷