引言：隨著AI（人工智能）的演進(jìn)，通信數(shù)據(jù)吞吐量出現(xiàn)了爆發(fā)式增長。作為光傳輸?shù)闹匾d體，激光器決定了傳輸信息的速度和距離。發(fā)射功率和發(fā)射頻率是激光器的關(guān)鍵參數(shù)，想要維持激光器的功率和頻率的穩(wěn)定溫度控制必不可少。

在越來越高速的場景下，例如數(shù)據(jù)中心400G/800G/1.6Tbps的高速光模塊中，需要將溫度控制在極小范圍內(nèi)才能保證大功率激光器輸出功率和頻率的穩(wěn)定。TEC(半導(dǎo)體制冷器)作為激光器控溫的主要手段應(yīng)用越來越廣泛，其主要優(yōu)勢有：

1. 散熱能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快

2. 結(jié)構(gòu)緊湊，無運動部件，運行安靜

3. 控溫精度高

DIO8833是帝奧微最新推出的超小體積TEC控制器。其輸出是由1對具有sink和source能力的Buck和LDO組成，通過改變流過TEC電流的方向來達(dá)到制冷或制熱的目的。輸出級采用Buck和LDO的目的是保證輸出的效率和紋波之間達(dá)到完美的平衡。芯片通過CTL引腳控制VOL(LDO)和VOS(Buck)的輸出：

VOL = VMID – 40 * (VCTL – 1.25V)

VOS = VOL + 5 * (VCTL – 1.25V)

VTEC = VOL - VOS = -5 * (VCTL – 1.25V)

從上述公式看，制冷制熱工作電壓的起始點在1.25V，TEC的工作電壓接近芯片電壓，這樣TEC可以在最大范圍內(nèi)工作。TEC工作電壓VTEC和芯片控制電壓VCTL的關(guān)系可以參考下圖：

圖1 VTEC和的VCTL關(guān)系

考慮到光模塊Hardware specification對inrush電流的要求，DIO8833特意做了3段式緩起控制：

1. 放電控制

2. 第1階段軟起：VOL和VOS同時為VMID，此時TEC沒有電流

3. 第3階段軟起：VTEC的電壓從0開始緩慢上升

圖2 DIO8833緩起

DIO8833

關(guān)鍵參數(shù)

工作電壓范圍：2.7V~ 5.5V

電流能力：1.5A

REF精度：≤0.6% (全溫范圍下)

電流檢測精度：≤5%（TEC電流大于250mA）

I2C通信接口：ADDR和SS管腳復(fù)用，支持最大2個I2C Slave地址

過溫和打嗝保護(hù)

工作溫度范圍：-40℃~125℃

封裝：QFN16 2mm*3mm

圖3 效率曲線

TEC的阻抗在工作時會隨著溫度變化。從上圖可以看出，在電流600mA下不同阻抗的效率在90%以上。

圖4 響應(yīng)瞬態(tài)曲線

從空載和接實際負(fù)載的場景來看，DIO8833在電壓電流從零到滿量程和滿量程到零變化時沒有任何毛刺，輸出波形十分線性。

圖5 ITEC和VTEC檢測精度

DIO8833的ITEC和VTEC的精度實測值非常小。ITEC的檢測精度在1%以內(nèi)，VTEC的檢測精度在5%以內(nèi)，非常利于通過軟件將負(fù)載溫度快速鎖定。

作為國內(nèi)領(lǐng)先的模擬芯片企業(yè)，帝奧微持續(xù)布局AI 數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，不斷拓展產(chǎn)品版圖。依托強(qiáng)大的技術(shù)積累，公司在手機(jī)、筆電等消費電子領(lǐng)域，服務(wù)器、光模塊等數(shù)據(jù)中心場景，以及智能汽車等車載應(yīng)用方面，均構(gòu)建了針對性的解決方案。憑借多元化的產(chǎn)品矩陣，帝奧微正全面賦能關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)升級，進(jìn)一步穩(wěn)固市場領(lǐng)先地位。

帝奧微（688381.SH）

江蘇帝奧微電子股份有限公司是一家專注于從事高性能模擬芯片的研發(fā)、設(shè)計和銷售的集成電路設(shè)計企業(yè)，核心管理團(tuán)隊來自于仙童半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor），均擁有超過十五年以上的從業(yè)經(jīng)驗。

帝奧微產(chǎn)品主要分為信號鏈模擬芯片和電源管理模擬芯片兩大系列，廣泛應(yīng)用于汽車電子、人形機(jī)器人、消費電子、通訊設(shè)備、工業(yè)以及醫(yī)療等領(lǐng)域。

帝奧微獲得多項政府資質(zhì)和行業(yè)獎項，包括國家級專精特新“小巨人”企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)、國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)、江蘇省工程技術(shù)研究中心、江蘇省民營科技企業(yè)、IC風(fēng)云榜“年度領(lǐng)軍企業(yè)獎”、2024年度上市公司最佳治理建設(shè)獎、全球電子成就獎之2024年度杰出創(chuàng)新企業(yè)、2024年度全球電子創(chuàng)新產(chǎn)品獎、中國IC設(shè)計成就獎之年度杰出市場表現(xiàn)獎-汽車電子、金輯獎-最佳技術(shù)實踐應(yīng)用獎、2024年度卓越影響力IC設(shè)計企業(yè)獎、2024年度硬核汽車芯片獎、2025年年度創(chuàng)新力汽車芯獎等。