概要

MAX8520/MAX8521は、スペースに制約のある光モジュールでサーモエレクトリック・クーラー（TEC）を駆動するように設計されています。両デバイスとも±1.5Aの出力電流を供給し、有害な電流サージを排除するためにTEC電流を制御します。オンチップFETは外付け部品を最小限に抑え、高いスイッチング周波数は外付け部品のサイズを小さくします。

MAX8520/MAX8521は単一電源で動作し、2つの同期降圧レギュレータの出力間でTECにバイアスをかけます。この動作により、低電流での「デッドゾーン」やその他の非線形性のない温度制御が可能になります。この配置により、設定点が自然動作点に非常に近く、少量の加熱または冷却を必要とする場合でも、制御システムがハンチングしないことが保証されます。アナログ制御信号がTEC電流を正確に設定します。

両デバイスは、正確で個別に調整可能な加熱電流制限と冷却電流制限、および最大TEC電圧制限を備えており、光モジュールの信頼性を向上させます。アナログ出力信号がTEC電流をモニターします。独自のリップル・キャンセル方式により、ノイズを低減します。

MAX8521は、5mm x 5mm TQFNのほか、省スペースの3mm x 3mm UCSP™および36バンプWLP (3mm x 3mm)パッケージで提供され、スイッチング周波数は500kHzまたは1MHzでピン選択可能です。

 

アプリケーション

SFF/SFPモジュール

光ファイバーレーザーモジュール

光ファイバー・ネットワーク機器

ATE

バイオ実験装置

 

特徴

回路占有面積0.31インチ

薄型デザイン

オンチップ・パワーMOSFET

高効率スイッチモード設計

リップル・キャンセレーションによる低ノイズ

直流制御がTEC電流サージを防ぐ

5% 正確に調整可能な加熱/冷却電流リミット

2% 正確なTEC電圧リミット

低出力電流時のデッドゾーンやハンチングがない

ITECがTEC電流をモニター

1% 高精度電圧リファレンス

最大1MHzのスイッチング周波数

同期（MAX8521）

 

詳細

MAX8520/MAX8521 TECドライバは、TEC電流を直接制御するために一緒に動作する2つのスイッチング降圧レギュレータで構成されています。この構成により、TECに差動電圧が発生し、制御された冷却と加熱のための双方向のTEC電流が可能になります。制御された冷却と加熱により、0.01℃以内の正確なTEC温度制御が可能になります。CTLIの電圧は直接TEC電流を設定します。CTLIの駆動には、通常、外部温度制御ループが使用されます。

 

リップル・キャンセル

MAX8520/MAX8521で使用されているようなスイッチング・レギュレータは、本質的に出力にリップル電圧を発生させます。MAX8520/MAX8521のデュアル・レギュレータは同相スイッチングを行い、相補的な同相デューティ・サイクルを提供するため、TECでのリップル波形は大幅に減少します。この機能により、TECでのリップル電流と電気ノイズが抑制され、レーザーダイオードへの干渉が防止されます。

 

熱および故障電流保護

MAX8520/MAX8521は、どちらかのFETでピーク電流が3Aを超えると、ハイサイドとローサイドの両方のFETをオフにすることで、故障電流保護を提供します。さらに、熱過負荷保護がチップの総電力損失を制限します。デバイスのダイ・ジャンクション温度が+165℃を超えると、オンチップ・サーマル・センサーがデバイスをシャットダウンします。ジャンクション温度が+15℃下がると、サーマル・センサーがデバイスを再びオンにします。

 

インダクタの選択

MAX8520/MAX8521デュアル降圧コンバータは同相かつコンプリメンタリ・モードで動作し、電流モード制御方式でTECを差動駆動します。TEC電流がゼロの場合、差動電圧はゼロであるため、GNDに対する出力はVDDの半分に等しくなります。

与えられたインダクタと入力電圧の場合、インダクタのリップル電流が最大になるのは、デューティ・サイクルが50%の時である。したがって、最大リップル電流を求めるには、インダクタを50%のデューティ・サイクルで計算する必要があります。一般的な標準的な降圧コンバーターの最大望ましいリップル電流は、最大負荷の20%から40%の範囲です。インダクタの値が大きいほど、リップル電流は小さくなります。しかし、サイズは物理的に大きくなります。TECドライバーの場合、熱ループは本質的に低速であるため、ノイズとEMI性能を向上させるために、リップル電流を小さくするためにインダクターを大きくすることができる。最大TEC電流の10%から20%のリップル電流が得られるようにインダクタを選ぶのが良い出発点である。

 

電圧と電流のリミット設定

堅牢な設計を保証するためには、特定のTECパラメーターを考慮しなければならない。これらには、最大正電流、最大負電流、および TEC 間で許容される最大電圧が含まれる。MAXIP、MAXIN、および MAXV 電圧の設定には、これらの制限を使用する必要があります。