【導讀】同所有的精密電子電路一樣，選擇合適的外圍元件和電路布線能夠獲得盡可能好的性能。本應用筆記將描述PMU元件MAX9949/MAX9950在電路設(shè)計、補償、布線和散熱處理方面的要求。討論了多種措施來指導系統(tǒng)設(shè)計人員采用正確的布局和信號走線技術(shù)。對布線設(shè)計和元件的相關(guān)介紹將減少用戶在使用PMU時的噪聲，并有助于處理散熱問題。
器件描述
MAX9949/MAX9950是適用于自動測試設(shè)備(ATE)和其他類似儀器的雙路PMU器件。它具有尺寸小、寬加載、測量范圍，精度高等特點，非常適合每引腳或每點需要一個PMU的測量設(shè)備。MAX9949/MAX9950內(nèi)置緩沖驅(qū)動，可以根據(jù)用戶需求對PMU器件電壓和電流的工作范圍進行擴展。
典型電路
推薦電路布局
應使用具有單獨的電源層和地層的多層印刷電路板。電源層和地層的敷銅厚度應為1盎司。如果所采用電路板的層數(shù)有限，則可以將VCC、VEE和VL等多個不同的電源電壓都設(shè)計在同一個電源層。注意：因為模擬地(AGND)是內(nèi)部電路的參考地，所以應當盡可能保持干凈。因此元件數(shù)字部分的工作電流應避免流過模擬輸入端附近的模擬地(AGND)平面。對此最好的辦法是將地平面分割為模擬地(AGND)和數(shù)字地(DGND)。但是，如果電路板的布線水平高，地平面也是可以公用的。
放大電路的補償電容CCM應放置在離PMU器件盡可能近的地方，以減少寄生效應。(請參考MAX9949/50數(shù)據(jù)資料的功能框圖部分)。
敏感輸入
由于PMU可以測量非常小的電流信號，所以對噪聲非常敏感。信號輸入端口：RxCOM、RxA、RxB、RxC、RxD和RxE應當同那些具有大的電流噪聲的端口，比如數(shù)字開關(guān)端口，進行充分的隔離。同樣道理，檢測電流信號的輸入端口RxDx和RxAx也應如此。
噪聲信號
DUTHx和DUTLx的比較器輸出部分能產(chǎn)生很大的dV/dT噪聲，所以，這些輸出端口應當同PMU器件的敏感信號輸入端口進行充分隔離。
數(shù)字信號輸入端口也應當同PMU的敏感信號輸入端口充分隔離。
當使用內(nèi)部比較器(尤其是采用公用地平面設(shè)計時)，作為1位A/D轉(zhuǎn)換器，或當比較器電平與模擬輸入非常接近時，應當將比較器上拉電阻增大到10K， 并且并聯(lián)一個1nF的電容。請注意：這將顯著增大比較器的上升時間。比較器輸出為低電平有效，由于并不影響對過流故障的快速檢測，這種折衷還是可以接受的。
補償
供電
所有供電端都應當在盡可能靠近PMU引腳的位置放置高頻旁路電容。大多數(shù)情況下，0.1μF的陶瓷電容即可滿足要求。MAX9949/MAX9950能為負載提供高達25mA的驅(qū)動電流。對于使用低阻抗負載或容性負載的應用，需要電源端提供更大的電流。在每4到6個PMU器件的電源部分增添一些1μF的旁路電容有助于改善電路的動態(tài)特性。
主放大器
PMU的主放大器經(jīng)過一個120pF電容補償后，對于高達2500pF的負載可保持穩(wěn)定。小的補償電容可以獲得快速的上升時間，但延長了放大器的建立時間。
散熱
MAX9949/MAX9950采用64-TQFP封裝，具有高效的散熱性能。有兩種封裝供用戶選擇：裸露焊盤位于封裝頂部(-EPR)或位于封裝低部(-EP)。
在使用封裝底部導熱的器件時，電路板上的散熱焊盤應做在頂部布線層。請注意：裸露的焊盤在電氣上已連接到芯片的負電源(VEE)。因而該焊盤必須連接在系統(tǒng)的VEE，或保持浮空。不要將裸露焊盤連接到其它電氣網(wǎng)絡。裸露焊盤的寬度和長度不要超出散熱焊盤1mm。參考EIA/JEDEC標準的JESD51-5和JESD51-7以了解進一步的細節(jié)。)
在采用封裝頂部導熱的器件時，建議采用有效的散熱措施。在封裝頂部安裝一個液冷硅樹脂散熱器或水冷/液冷散熱片。請務必注意，裸露焊盤在電氣上已連接到芯片的負電源(VEE)。
結(jié)論
通過合理選擇外圍元件和布線，用戶能在最終產(chǎn)品中充分發(fā)揮PMU的高精度和高效性能。
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