STMicroelectronics TSC1641 60V 16位高精度功率監(jiān)控器是一款多功能模擬前端 (AFE)，具有高精度監(jiān)控功能。STMicroelectronics TSC1641可通過分流電阻器同步電流監(jiān)控，電壓監(jiān)控高達(dá)60V。電流測量可適應(yīng)高側(cè)、低側(cè)和雙向使用。該器件設(shè)有16位雙通道ADC，可編程轉(zhuǎn)換時(shí)間范圍為128秒至32.7ms。其數(shù)字總線接口具有較高的靈活性，支持從1MHz的I^2^C/SMbus到12.5MHz的MIPI I^3^C的數(shù)據(jù)速率，從而與各種STM32產(chǎn)品兼容。TSC1641支持在特定寄存器中配置電壓、電流、功率和溫度的警報(bào)閾值。該器件采用塑料DFN10封裝，工作溫度范圍為-40°C至125°C。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics TSC1641 60V 16位高精度功率監(jiān)控器數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

16位分辨率雙通道Δ-Σ ADC
電源電壓：2.7V至3.6V
總轉(zhuǎn)換時(shí)間：128μs至32.7ms
雙向電流、高側(cè)和低側(cè)檢測
負(fù)載電壓檢測范圍：0V至60V
超低輸入偏置電流：20pA（VCM = 12V時(shí)的典型值）
超低關(guān)斷電流：50nA（典型值）
分流失調(diào)電壓：±3μV（典型值）
分流和負(fù)載電壓增益誤差：0.5%（最大值）
內(nèi)部裸片溫度監(jiān)控
MIPI I^3^C高達(dá)12.5MHz
I^2^C總線接口高達(dá)1MHz
默認(rèn)I^2^C地址為1000000(b) 至1000011(b)
兼容SMBus警報(bào)
如果出現(xiàn)過壓/欠壓、過流/欠流、過功率或過熱，則生成警報(bào)信號
擴(kuò)展溫度范圍：-40°C至125°C
DFN10 3mm2 x 3mm2封裝

框圖

STMicroelectronics TSC1641高精度功率監(jiān)控器技術(shù)解析

1. 核心特性與產(chǎn)品定位

?TSC1641?是一款專為工業(yè)級應(yīng)用設(shè)計(jì)的60V、16位高精度功率監(jiān)控模擬前端芯片。該器件集成了雙通道Σ-Δ ADC，具備2.7V至3.6V工作電壓范圍，支持高側(cè)、低側(cè)和雙向電流檢測，是數(shù)據(jù)通信、工業(yè)電源等領(lǐng)域的理想選擇。

?關(guān)鍵技術(shù)規(guī)格?：

?16位分辨率?：雙通道Σ-Δ ADC提供卓越的測量精度
?寬電壓范圍?：負(fù)載電壓檢測0V至60V，適用于多種工業(yè)場景
?超高精度?：分流偏移電壓僅±3μV（典型值），增益誤差最大0.5%
?超低功耗?：典型關(guān)斷電流50nA，輸入偏置電流20pA
?靈活接口?：同時(shí)支持I2C（最高1MHz）和MIPI I3C（最高12.5MHz）
?全面監(jiān)控?：電流、電壓、功率和溫度同步監(jiān)測

2. 架構(gòu)設(shè)計(jì)與功能特性

2.1 模擬前端架構(gòu)

芯片采用高度集成的模擬前端設(shè)計(jì)，內(nèi)部集成了：

?雙通道16位ADC?：分別處理分流電壓和負(fù)載電壓信號
?可編程轉(zhuǎn)換時(shí)間?：從128μs到32.7ms，滿足不同應(yīng)用需求
?智能警報(bào)系統(tǒng)?：支持過/欠電壓、過/欠電流、過功率和超溫報(bào)警

2.2 數(shù)字接口靈活性

?多協(xié)議兼容性?是TSC1641的重要特色：

?I2C模式?：兼容傳統(tǒng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
?MIPI I3C接口?：支持現(xiàn)代高速通信需求
?地址可配置?：通過A0、A1引腳支持4個(gè)不同地址選擇

3. 關(guān)鍵性能指標(biāo)深度分析

3.1 電氣性能參數(shù)

?CMRR?：>80dB（典型值）
?PSRR?：±0.5 LSB/V
?溫度傳感器精度?：±1°C（典型值）

?噪聲性能表現(xiàn)?：
隨著轉(zhuǎn)換時(shí)間從128μs增加到32.768ms，峰值噪聲從35μV降至2.5μV，無噪聲分辨率從12.2位提升至16位。

3.2 工作模式多樣性

支持?7種工作模式?，包括：

?關(guān)斷模式?：超低功耗，僅50nA
?空閑模式?：快速響應(yīng)準(zhǔn)備
?單次觸發(fā)模式?：分流電壓、負(fù)載電壓或同時(shí)測量
?連續(xù)模式?：實(shí)時(shí)監(jiān)控，適用于動態(tài)負(fù)載場景

4. 寄存器系統(tǒng)與配置管理

4.1 核心寄存器組

TSC1641提供了?完善的寄存器映射?系統(tǒng)，主要包含：

? 配置寄存器（00h） ?：

?轉(zhuǎn)換時(shí)間控制?：CT3-CT0位，128μs至32.768ms
?溫度傳感器使能?：TEMP位控制
?工作模式選擇?：M2-M0位，覆蓋所有應(yīng)用場景

?測量寄存器?：

分流電壓寄存器（01h）
負(fù)載電壓寄存器（02h）
電流寄存器（03h）
功率寄存器（04h）
溫度寄存器（05h）

4.2 智能報(bào)警配置

? 掩碼寄存器（06h） ?和? 標(biāo)志寄存器（07h） ?構(gòu)成了完整的報(bào)警管理系統(tǒng)，支持：

?電壓越限報(bào)警?：過壓和欠壓監(jiān)測
?電流異常報(bào)警?：雙向電流監(jiān)控
?功率過載保護(hù)?
?溫度超標(biāo)警示?

5. 實(shí)際應(yīng)用場景與設(shè)計(jì)建議

5.1 典型應(yīng)用領(lǐng)域

?工業(yè)電池組?：精確監(jiān)測充放電狀態(tài)
?功率逆變器?：實(shí)時(shí)功率計(jì)算與控制
?數(shù)據(jù)中心?：電源管理系統(tǒng)優(yōu)化
?電信設(shè)備?：高效能耗管理

5.2 布局設(shè)計(jì)要點(diǎn)

?關(guān)鍵布局建議?：

?分流電阻布局?：采用開爾文連接，確保阻抗準(zhǔn)確檢測
?去耦電容布置?：100nF電容應(yīng)距芯片中心5mm以內(nèi)
?地平面設(shè)計(jì)?：需提供完整地平面支持

6. 技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)

TSC1641在高精度功率監(jiān)控領(lǐng)域展現(xiàn)出?顯著技術(shù)優(yōu)勢?：

?集成度高?：單一芯片實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)監(jiān)測功能
?精度卓越?：16位分辨率配合超低偏移電壓
?接口先進(jìn)?：同時(shí)支持傳統(tǒng)與現(xiàn)代通信協(xié)議
?功耗優(yōu)化?：多種工作模式支持不同功耗需求
?溫度適應(yīng)性?：-40°C至+125°C寬溫度范圍

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