tp199a1应用笔记——电子烟

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1、ApplicationNoteAN16110801_TP199A1应用笔记——电子烟TP199A1应用笔记——电子烟TP199A1电子烟应用简介TP199A1是一款Zero-drift的电流采样放大器，共模输入电压范围-0.3V到36V。固定增益：50V/V。电子烟是一个大功率的手持设备,需要准确的电流反馈,控制雾化器的输出功率和检测雾化器的电阻是否匹配.确保雾化器没有短路或者断路,电子烟正常工作。电子烟的雾化器驱动电路框图如图1，TP199单芯片完图2.成高侧电流信号的放大。可见TP199A1非常适合电子烟TP199A1单向配置的输出响应如图3所示，REF引脚接的应用。地，输

2、出电压被偏置到0V。输出电压只能响应正向的差分输入电压。图1.TP199A1在电子烟系统中原理图图3.电路图如图2，由于电子烟的雾化器属于纯电阻负载，所工作原理（被测雾化器电阻3Ohm）以Rsense上流过的电流是单向的。所以我们把TP199A1配置成单向模式把REF引脚接地。1.MCU控制Buck-boost_Vout=6V电压。2.流过雾化器上的电流I=6/3.002=1.998A3.采样电路上获得的分压为：Vrsense=1.998*0.002=0.003997V4.通过TP199放大50倍以后，TP199_Vout=Vrsense*50=0.1999V5.MCU处理雾化

3、器通过的电流：1www.3peakic.com.cnApplicationNoteAN16110801_TP199A1应用笔记——电子烟I=TP199_Vout/50/0.002MCU的性能评估框图如图5.6.MCU处理雾化器的电阻为:R=(Buck-boost_Vout-Vrsense)/I=(6-0.003997)/1.998=3Ohm到了这里，电子烟识别雾化器参数已经完成。系统噪声指标噪声框图如图4.图5.STM32F031内置12位ADC，参考电压3.3V。评估方法如下。1.校准ADCOffset：DCsource输出100mVDC2.STM32运行Test程序，把AD

4、C转换结果输出到图4.HostPC。雾化器参数识别的范围需要0.2~3Ohm,分辨率需要(Test程序如下:0.01Ohm，输出跳动正负0.01Ohm。ADC_Data=Get_Adc_Data(ADC_CH1);//那么问题来了。系统的噪声性能能不能满足应用需求呢?获取ADC转换结果首先，噪声要达到什么指标才能满足系统的需要：ADC_Input_Voltage=(float)ADC_Data*(ADC_REF/4096)+ADC_Offset;当被测雾化器电阻为3Ohm时，负载变化0.01Ohm，//计算ADC输入电压TP199A1输出电压变化：printf("%fr"

5、,ADC_Input_Voltage);//Rload1=3Ohm，TP199_Vout1=6/3.002*0.002*50=打印数据到HostPC0.199866755V/*其中ADC_REF是REF引脚万用表直接读数，Rload2=3.01Ohm,TP199_Vout2=6/3.012*0.002*50=0.199203187VADC_Offset是ADC_Offset为0时的转换结果与输入引脚万用表读数的差值。*/)雾化器电阻变化0.01Ohm,TP199A1输出仅仅变化：dVout=0.66mVADCOutputNoise：所以输出跳动需要小于正负0.01Ohm，系统噪

6、声峰峰值ADC转换1000次,测试结果如下：小于<1.32mV!MAX(V)0.106367测试STM32ADC量化噪声MIN(V)0.0951482www.3peakic.com.cnApplicationNoteAN16110801_TP199A1应用笔记——电子烟Noisepk-pk(V)0.011219总噪声峰峰值StandardDeviation(V)0.001720654总噪声峰峰值=ADC_量化噪声峰峰值+ADC_输入纹波峰峰值=11.219mV+3.67mV=14.889mVSTM32ADC量化噪声峰峰值Vpp_Noise=11.219mV.数字滤波器（Aver

7、age）TP199A1CMRR@200Khzn为需要的平均次数接下来评估TP199A1的输出噪声,由于TP199A1自身的噪声远小于1mV,我们需要评估TP199A1对Buckboost输出噪声的抑制。Buck-boost输出噪声200mVpk-pk@200Khz取100次平均以后:平均以后的总噪声峰峰值TP199A1的CMRR@200Khz,RTI=57dB,RTO=23dB，=14.889/sqrt(100)=1.4889mVVCM/VOUT=14.125结果显示在Buck-boost输