ZHCSLX9C July 2023 – July 2025 DRV8262
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說明
- 4 引腳配置和功能
- 5 規(guī)格
- 6 詳細(xì)說明
- 7 應(yīng)用和實(shí)施
- 8 封裝散熱注意事項(xiàng)
- 9 器件和文檔支持
- 10修訂歷史記錄
- 11機(jī)械、封裝和可訂購信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- DDW|44
訂購信息
7.1.3 驅(qū)動(dòng)熱電冷卻器 (TEC)
熱電冷卻器 (TEC) 的工作原理是珀耳帖效應(yīng)。當(dāng)在 TEC 兩端施加電壓時(shí)，直流電流流經(jīng)半導(dǎo)體的接合處，導(dǎo)致溫差。熱量從 TEC 的一側(cè)傳遞到另一側(cè)，這會(huì)在 TEC 元件上產(chǎn)生“熱”側(cè)和“冷”側(cè)。如果直流電流反向，則熱側(cè)和冷側(cè)會(huì)互換。
調(diào)制流經(jīng) TEC 的電流的一種常見方法是，使用 PWM 驅(qū)動(dòng)并通過改變導(dǎo)通和關(guān)斷占空比來改變平均電流。為實(shí)現(xiàn)通過單電源進(jìn)行加熱和冷卻，需要使用 H 橋拓?fù)?。在雙路 H 橋模式下，該器件可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè) H 橋，從而以高達(dá) 10A 的電流雙向驅(qū)動(dòng)兩個(gè) TEC。在單路 H 橋模式下，該器件能夠以高達(dá) 20A 的電流驅(qū)動(dòng)單個(gè) TEC。
DRV8262 還具有精度為 ±4% 的集成電流檢測和電流檢測輸出 (IPROPI)，無需在閉環(huán)控制拓?fù)渲惺褂脙蓚€(gè)外部分流電阻，從而節(jié)省了物料清單成本和空間。以下原理圖顯示了 DRV8262 驅(qū)動(dòng)兩個(gè) TEC 的情況。
圖 7-6 驅(qū)動(dòng)兩個(gè) TEC以下原理圖顯示了 DRV8262 以更高的電流驅(qū)動(dòng)一個(gè) TEC 的情況。
圖 7-7 使用更高電流驅(qū)動(dòng)一個(gè) TEC連接至輸出節(jié)點(diǎn)的 LC 濾波器將來自 DRV8262 的 PWM 輸出轉(zhuǎn)換為 TEC 兩端的低紋波直流電壓。需要使用濾波器來盡可能減小紋波電流，因?yàn)榭焖偎沧儯ɡ?，方波電源）?huì)縮短 TEC 的壽命。建議最大紋波電流小于最大電流的 10%。TEC 兩端的最大溫差隨著紋波電流的增加而減小，其計(jì)算公式如下：
其中，ΔT 是實(shí)際溫差，ΔTMAX 是 TEC 數(shù)據(jù)表中指定的最大可能溫差，N 是紋波和最大電流之間的比率。N 不得大于 0.1。
選擇輸入 PWM 頻率時(shí)，需要在開關(guān)損耗與使用較小的電感器和電容器之間進(jìn)行權(quán)衡。高 PWM 頻率還意味著 TEC 兩端的電壓受到嚴(yán)格控制，并且 LC 元件的成本可能更低。
二階低通濾波器的傳遞函數(shù)如下所示：
其中，
ω0 = 1/√(LC)，濾波器諧振頻率
Q = 品質(zhì)因數(shù)
ω = DRV8262 輸入 PWM 頻率
通常選擇至少比 PWM 頻率低一個(gè)數(shù)量級(jí)的濾波器諧振頻率。根據(jù)此假設(shè)，方程式 20 可簡化為 -
H（以 dB 為單位）=–40 log (fS/f0)
其中，f 0 = 1/2π√(LC)，fS 是輸入 PWM 開關(guān)頻率。
- 如果 L = 10μH 且 C = 22μF，則諧振頻率為 10.7kHz。
- 該諧振頻率對(duì)應(yīng)于 100kHz 開關(guān)頻率下的 39dB 衰減。
- 對(duì)于 VM = 48V 的情況，39dB 衰減意味著 TEC 元件兩端的紋波電壓約為 550mV。
- 因此，對(duì)于電阻為 1.5Ω 的 TEC 元件，流經(jīng) TEC 的紋波電流為 366mA。
- 在 5A 電流下，366mA 對(duì)應(yīng)于 7.32% 的紋波電流。
- 根據(jù)方程式 20，這將導(dǎo)致 TEC 元件的最大溫差降低約 0.5%。
根據(jù)電源電壓和流經(jīng) TEC 元件的直流電流調(diào)整 LC 值。DRV8262 支持高達(dá) 200kHz 的輸入 PWM 頻率。在選擇輸入 PWM 頻率之前，必須仔細(xì)考慮器件在任何給定環(huán)境溫度下的功率損耗。
在某些基于 TEC 的加熱和冷卻系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)閉合的電流環(huán)路非常重要。DRV8262 無需外部電流采樣電阻即可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。內(nèi)部電流鏡用于監(jiān)測每個(gè)半橋的電流，該信息可通過 IPROPI 引腳獲得。微控制器可以根據(jù) IPROPI 引腳電壓檢測和調(diào)整 PWM 占空比。
此外，DRV8262 可以通過向器件提供外部電壓基準(zhǔn) (VREF) 來調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)跳閘點(diǎn)，從而在內(nèi)部調(diào)節(jié)電流。然后，電流環(huán)路在 H 橋內(nèi)閉合。