SDC9317 产品规格书
Rev 1.2 2022-02-24
SDC9317 产品规格书
目录
1.
特征 ................................................................................................................................................................................... 3
2.
描述 ................................................................................................................................................................................... 3
3.
功能和参数......................................................................................................................................................................... 3
4.
开发工具 ............................................................................................................................................................................ 5
5.
订购信息 ............................................................................................................................................................................ 5
6.
结构框图 ............................................................................................................................................................................ 6
7.
引脚分布图......................................................................................................................................................................... 7
8.
管脚描述 ............................................................................................................................................................................ 9
9.
电气特性 .......................................................................................................................................................................... 12
9.1.
极限参数 ............................................................................................................................................................ 12
9.2.
DC 特性.............................................................................................................................................................. 12
9.3.
ADC 特性 ........................................................................................................................................................... 13
9.4.
内部振荡器特性 .................................................................................................................................................. 13
9.5.
内部低频振荡器特性 ........................................................................................................................................... 13
9.6.
外部振荡器特性 .................................................................................................................................................. 13
9.7.
ACMP0/1/2 特性 ................................................................................................................................................ 13
9.8.
ACMP3 特性 ...................................................................................................................................................... 14
9.9.
OPA 特性 ........................................................................................................................................................... 14
9.10.
DAC 特性 ........................................................................................................................................................... 14
9.11.
栅极驱动器特性 .................................................................................................................................................. 14
10. 电源路径管理 ................................................................................................................................................................... 15
11. 封装尺寸 .......................................................................................................................................................................... 16
12. 版本 ................................................................................................................................................................................. 18
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1.
特征
■ BLDCM / PMSM 控制专用 SoC
■ 集成 PWM 占空比检测模块
■ 集成三相 MOSFET 栅极驱动器
■ 集成 SVPWM 矢量控制输出模块
■ 集成 5V / 50mA 输出的电压调节器
■ 集成双通道同步采样 ADC,可同时采样两路电流
■ 集成 DMA 调试功能,在线参数读取
■ 集成运算放大器,过流保护模块
■ 集成协处理,乘、除法器,移位运算器
■ 集成高精度时钟和晶体振荡电路
■ 集成比例,积分模块(PI)
■ 集成 3 路互补 PWM 发生模块,死区时间可编程
■ 集成三路反电动势比较器
■ 支持串口通信、SPI 通信和 IIC 通信,可实现更高阶应用
■ 集成霍尔元件比较器
2.
描述
SDC9317是一款低功耗,高性能,外设资源丰富的通用型电机控制系统级芯片(System on a Chip),可用于三相直流无刷
电机和永磁同步电机的控制。SDC9317采用和标准8051处理器兼容的增强型内核,可以实现先进的电机控制算法,如方波控
制,正弦波控制和磁场定向控制。
SDC9317内部的增强型内核集成16k字节代码存储器MTP ROM、256字节SRAM、1024字节扩展XRAM、256字节的
EEPROM。并且内核可工作在4.3V ~ 5.5V的电压范围,2mA ~ 10mA的工作电流范围和小于2uA的静态电流。
SDC9317内部集成了一个三相MOSFET栅极驱动器,用于驱动3个P沟道功率MOSFET和3个N沟道功率MOSFET。
SDC9317内部还集成了一个5V输出的电压调节器,可直接为内核供电,也可以为其他负载供电。内置电压调节器的最大
电流输出能力50mA,同时SDC9317为电压调节器设置了输出限流保护功能。
SDC9317将内核、栅极驱动器和电压调节器集成到单芯片中,提供了一个紧凑、高效的通用电机控制平台,降低了系统设
计的复杂程度,提高了系统运行的可靠性。
SDC9317可以工作在–40°C ~ 85°C的工业级温度范围,同时采用带有裸露散热焊盘的QFN-32封装。
3.
功能和参数
■
内核工作电压:4.3V ~ 5.5V
■
栅极驱动器工作电压范围:6V ~ 28V
■
工作温度:‒40°C ~ 85°C
■
高速增强型 51 核 CPU,兼容 8051 指令集
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■
最高工作频率:16MHz
■
存储器:
16K 字节片内 MTP ROM
256 字节片内 SRAM
1024 字节片内 XRAM
256 字节片内 EEPROM
■
支持在线调试(Debug),在线编程(ISP),在应用编程(IAP)
■
支持外部复位,内置上电复位电路,低压复位电路
■
支持程序加密
■
片内集成高精度时钟:16MHz ± 1%
■
片内集成晶体振荡电路,可以外接 2MHz ~ 16MHz 的晶振
■
18 个通用 GPIO
■
2 个 16 位高级定时器 TimerA0 / TimerA1
支持计数,捕获,生成 PWM
■
1 个 16 位高级定时器 TimerB
支持计数,三路捕获,生成三路不同占空比的 PWM
■
1 个 16 位 PWM 发生模块
支持输出 3 路互补 PWM,死区设置,硬件故障保护
■
1 个矢量控制算法硬件计算模块 SVPWM
■
1 个乘除法运算模块 MDU
支持 16 乘 16,32 乘 16,16 除 16,32 除 16,32 位左右移位
支持有符号 / 无符号运算
■
1 个 PI 算法硬件计算模块
■
1 个 PWM 占空比检测模块 PDC
占空比最高精度 0.2%
支持检测 40Hz ~ 100kHz 的 PWM
■
支持 3 种通信接口
1 路 UART
1 路 SPI
1 路 I2C
■
1 个 10 位高精度模数转换器 ADC,最快转换时间为 2μs
支持 4 路组转换,2 路双采样
最多支持 14 路外部 ADC 通道,可采集运放输出电压
■
3 个高性能模拟比较器 ACMP0/1/2
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可以将 3 路输出接入到 TimerB 的 3 路捕获通道,或者外部中断模块
支持 PWM 边沿触发模拟比较器输出 Blanking 功能
■
1 个多功能高性能模拟比较器 ACMP3
ACMP3 输入可以选择运放输出,DAC 输出
■
1 个高性能运算放大器
支持外置放大电路、内置放大电路、差分输入
■
1 个 8 位数模转换器 DAC
■
1 个三相 MOSFET 栅极驱动器
用于驱动 3 个 P 沟道功率 MOSFET 和 3 个 N 沟道功率 MOSFET
内置欠压保护功能和温度保护功能
■
1 个电压调节器
电压调节器输出电压 5V
最大电流输出能力 50mA
内置输出限流保护功能
集成减低芯片发热的热调节管脚
■
应用方向:通用型电机控制器
4.
开发工具
软件开发环境:Keil C51
SDC专用仿真器,支持在线调试,在线烧录
SDC专用离线批量烧录器
5.
订购信息
封装
温度范围
QFN-32
‒40°C ~ 85°C
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产品编号
无铅
标识编号
无卤
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无铅
无卤
9317
9317G
包装形式
盘装
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6.
结构框图
MTP Controller
SCL
16KX8 MTP
I2C
Int_I2C
256 EEPROM
256 SRAM
1K XRAM
P0
Int_Ext0
Int_Ext1
Int_Ext2
Int_Ext3
Int_Ext4
EXT-INT0/1/2/3/4
TimerA0 (16Bit)
Int_TA0
8051
TimerA1 (16Bit)
Int_TA1
TimerB (16Bit)
Int_TB
中断控制
EINT
CCA00
CCA10
CCB00
CCB01
CCB02
P15
MDU
Int_MDU
PWM
Int_PWM
PWM[5:0]
GH2
P14
GL2
P13
GH1
P12
GL1
P11
GH0
P10
GL0
C2P
C1P
C0P
Soft Reset
比较器0/1/2
低功耗管理
Int_CMP0/1/2
复位管理
NRST
SDA
比较器3
Int_CMP3
C2N
C1N
C0N
MUX
CP3
CN3
OPO
CRYH
IRH
运放(OPA)
IRL
OPO
OPN
OPP
时钟管理
P22
~
P27
AN[0:13]
Int_ADC
NLVR
Int_WDT
NPOR
POR
10Bit ADC
WDT
LVR
电源管理
Int_BT
BasicTimer
TXD
Int_UART
Int_SPI
UART
SPI
8Bit DAC
PDC
RXD
SCK
MOSI
MISO
NSS
DACO
P3
PDCIN
PID
SPWM
图 6-1 结构框图
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9
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11 12
13
14 15
16
P04/AIN3/CMP0N
P05/SCK/PWM05/CCB00/AIN2/CMP0P
P07/MISO/PWM01/CCB02/AIN0/CMP2P
10
P06/MOSI/PWM03/CCB01/AIN1/CMP1P
P03/SCL/FLT/CCA10/AIN4/OPN/CMP1N
P23/SDA/MOSI/CCB01/AIN12/CMP1P
P22/SCL/MISO/CCB02/AIN13/CMP2P
HREG
VLDO
P25/CLKO/TXD/AIN10/CMP0N/VREF/[PDAT]
P24/SCK/CCB00/AIN11/CMP0P
32 31
P02/SDA/CCA00/AIN5/OPP/CMP3P
P26/PDCIN/RXD/[PCLK]
P27/PWM06
7.
P01/TA0/PWM06/AIN6/CMP3N/DAC0
P00/CCA00/AIN7
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引脚分布图
30 29
28
27 26
25
VPP/NRST
1
24
VM
P30/CMP3O/TXD/SDA/XIN
2
23
GND
P31/NSS/RXD/SCL/XOUT
3
22
GH2
VSS
4
21
GL2
AVDD
5
20
GH1
VDD
6
19
GL1
P32/PDCIN/TXD/CCB02/AIN9/OPO/CMP2N
7
18
GH0
P33/RXD/CCA10/AIN8
8
17
GL0
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图 7-1 QFN32 引脚图
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P30/CMP3O/TXD/SDA/XIN 1
24 P26/PDCIN/RXD/[PCLK]
P31/NSS/RXD/SCL/XOUT 2
23 VPP/NRST
VSS 3
P32/PDCIN/TXD/CCB02/AIN9/OPO/CMP2N 5
P33/RXD/CCA10/AIN8 6
P02/SDA/CCA00/AIN5/OPP/CMP3P 7
SDC51M9316
VDD 4
22 P25/VREF/CLKO/TXD/AIN10/CMP0N/[PDAT]
P03/SCL/FLT/CCA10/AIN4/OPN/CMP1N 8
21 P24/SCK/CCB00/AIN11/CMP0P
20 P23/SDA/MOSI/CCB01/AIN12/CMP1P
19 P22/SCL/MISO/CCB02/AIN13/CMP2P
18 HREG
17 VLDO
LO3 9
16 VM
HO3 10
15 GND
LO2 11
14 HO1
HO2 12
13 LO1
图 7-2 SSOP24 引脚图
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8.
管脚描述
管脚号
名称
类型
管脚描述
NRST
I
P30
I/O
数字输入输出端口
CMP3O
O
ACMP3 输出信号
TXD
O
UART 数据输出信号 TXD
SDA
I/O
I2C 数据信号 SDA
XIN
AI
晶振电路输入
P31
I/O
数字输入输出端口
NSS
I
SPI 从机片选信号 NSS
RXD
I
UART 数据输入信号 RXD
SCL
I/O
I2C 时钟信号 SCL
XOUT
AO
晶振电路输出
4
VSS
PWR
地
5
AVDD
PWR
模拟电源
6
VDD
PWR
数字电源
P32
I/O
PDCIN
I
PWM 输入信号,检测占空比
TXD
O
UART 数据输出信号 TXD
CCB02
I/O
TimerB 的通道 2 捕获输入或比较输出
AIN9
AI
ADC AN9 模拟输入
OPO
AO
OPA 模拟输出
CMP2N
AI
ACMP2 负端模拟输入
P33
I/O
数字输入输出端口
RXD
I
CCA10
I/O
TimerA1 捕获输入或比较输出
AIN8
AI
ADC AN8 模拟输入
P00
I/O
数字输入输出端口
CCA0
I/O
TimerA0 捕获输入或比较输出
AIN7
AI
ADC AN7 模拟输入
P01
I/O
数字输入输出端口
PWM06
O
PWM06 输出或捕获
TA0
I
TimerA0 外部计数时钟输入
AIN6
AI
ADC AN6 模拟输入复用
CMP3N
AI
ACMP3 负端模拟输入
DACO
AO
DAC 模拟输出
P02
I/O
数字输入输出端口
SDA
I/O
I2C 数据信号 SDA
CCA0
I/O
TimerA0 捕获输入或比较输出
(QFN32)
1
2
3
7
8
9
10
11
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外部复位脚
数字输入输出端口
UART 数据输入信号 RXD
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管脚号
名称
类型
管脚描述
AIN5
AI
ADC AN5 模拟输入
OPP
AI
OPA 正端模拟输入
CMP3P
AI
ACMP3 正端模拟输入
P03
I/O
数字输入输出端口
SCL
I/O
I2C 时钟信号 SCL
FLT
I
PWM 故障输入信号
CCA10
I/O
TimerA1 捕获输入或比较输出
AIN4
AI
ADC AN4 模拟输入
OPN
AI
OPA 负端模拟输入
CMP1N
AI
ACMP1 负端模拟输入
P04
I/O
数字输入输出端口
AIN3
AI
ADC AN3 模拟输入
CMP0N
AI
ACMP0 负端模拟输入
P05
I/O
数字输入输出端口
SCK
I/O
SPI 时钟信号 SCK
PWM05
O
PWM05 输出,可配置成与 PWM04 带死区互补输出
CCB00
I/O
TimerB 的通道 0 捕获输入或比较输出
AIN2
AI
ADC AN2 模拟输入
CMP0P
AI
ACMP0 正端模拟输入
P06
I/O
数字输入输出端口
MOSI
I/O
SPI 数据信号 MOSI
PWM03
O
PWM03 输出,可配置与 PWM02 带死区互补输出
CCB01
I/O
TimerB 的通道 1 捕获输入或比较输出
AIN1
AI
ADC AN1 模拟输入
CMP1P
AI
ACMP1 正端模拟输入
P07
I/O
数字输入输出端口
MISO
I/O
SPI 数据信号 MISO
PWM01
O
PWM01 输出,可配置与 PWM00 带死区互补输出
CCB02
I/O
TimerB 的通道 2 捕获输入或比较输出
AIN0
AI
ADC AN0 模拟输入
CMP2P
AI
ACMP2 正端模拟输入
17
GL0
O
栅极驱动器低边输出通道 0,对应单片机的 P10
18
GH0
O
栅极驱动器高边输出通道 0,对应单片机的 P11
19
GL1
O
栅极驱动器低边输出通道 1,对应单片机的 P12
20
GH1
O
栅极驱动器高边输出通道 1,对应单片机的 P13
21
GL2
O
栅极驱动器低边输出通道 2,对应单片机的 P14
22
GH2
O
栅极驱动器高边输出通道 2,对应单片机的 P15
23
GND
PWR
栅极驱动器地
24
VM
PWR
栅极驱动器供电电源
(QFN32)
12
13
14
15
16
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管脚号
名称
类型
管脚描述
25
VLDO
PWR
栅极驱动器内部 5V LDO 输出引脚
26
HREG
PWR
栅极驱动器内部 5V LDO 输出热调节引脚
P22
I/O
数字输入输出端口
SCL
I/O
I2C 时钟信号 SCL
MISO
I/O
SPI 数据信号 MISO
CCB02
I/O
TimerB 的通道 2 捕获输入或比较输出
AIN13
AI
ADC AN13 模拟输入
CMP2P
AI
ACMP2 正端模拟输入
P23
I/O
数字输入输出端口
SDA
I/O
I2C 数据信号 SDA
MOSI
I/O
SPI 数据信号 MOSI
CCB01
I/O
TimerB 的通道 1 捕获输入或比较输出
AIN12
AI
ADC AN12 模拟输入
CMP1P
AI
ACMP1 正端模拟输入
P24
I/O
数字输入输出端口
SCK
I/O
SPI 数据信号 SCK
CCB00
I/O
TimerB 的通道 0 捕获输入或比较输出
AIN11
AI
ADC AN11 模拟输入
CMP0P
AI
ACMP0 正端模拟输入
P25
I/O
数字输入输出端口
CLKO
O
时钟输出信号
TXD
O
UART 数据输出信号 TXD
AIN10
AI
ADC AN10 模拟输入
CMP0N
AI
ACMP0 负端模拟输入
VREF
AO
参考电压输出
PDAT
I/O
编程数据输入输出信号
P26
I/O
数字输入输出端口
PDCIN
I
PWM 输入信号,检测占空比
RXD
I
UART 数据输入信号 RXD
PCLK
I
编程时钟输入信号
P27
I/O
数字输入输出端口
PWM06
I/O
PWM06 输出或捕获
(QFN32)
27
28
29
30
31
32
注:I/O 代表数字输入输出,I 代表数字输入,O 代表数字输出,AI 代表模拟输入,AO 代表模拟输出,PWR 代表电源。
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电气特性
9.
极限参数
9.1.
表 9-1 极限参数
参数
标识
范围
单位
VDD
‒0.3 ~ 6.0
V
内核电压范围
VM
6.0 ~ 40
V
栅极驱动器电压范围
存放温度
TSTG
‒40 ~ 125
°C
‒
工作温度
Topt
‒40 ~ 80
°C
‒
总功率消耗
PT
‒
mW
‒
VI
‒0.3 ~ VDD+0.3
V
‒
VO
‒0.3 ~ VDD+0.3
V
‒
IOLT
100
mA
Maximum output sink current
IOHT
‒100
mA
Maximum output source current
电源范围
常规引脚
9.2.
其他
DC 特性
表 9-2 内核直流特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
Max.
Unit
5.5
V
VDD
Operating Voltage
系统时钟工作在 16MHz
IDD1
Run Current
系统时钟 16MHz,外设都关闭
13
mA
IDD2
IDLE Current
系统时钟 16MHz,外设都关闭
3
mA
IDD3
Stop Current
所有模拟模块关闭,LVR 打开
80
μA
IDD4
Stop Current
所有模拟模块关闭,LVR 关闭
1
μA
VIH1
Input voltage High for ALL I/O except RST
VDD = 5V
3.5
V
VIH2
Input voltage High for RST
VDD = 5V
2.7
V
VIL1
Input voltage LOW for ALL I/O except RST
VDD = 5V
1.5
V
VIL2
Input voltage LOW for RST
VDD = 5V
1.3
V
IIL
Input low leakage
1
μA
IIH
Input high leakage
1
μA
VOH
Output Source current
VDD = 5V, Isrc = 5mA
4.5
V
VOL
Output Sink Current
VDD = 5V, Isink = 13mA
0.5
V
PUL1
Pullup Resistor except RST
50
kΩ
PUL2
Pullup Resistor for RST
10
kΩ
LVR leve0 = 2.7V
2.7
V
LVR leve1 = 3.7V
3.7
LVR Leve2 = 4.3V
4.3
V
100
mV
LVR
Low voltage reset level
LVR Hysteresis
4.3
POR
Power on reset level
2
V
PDR
Power Down Reset Level
2
V
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9.3.
ADC 特性
表 9-3 ADC 特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
Max.
Unit
VDD
Operating Voltage
4.3
5.5
V
VIN
Input voltage range
0
VDD
V
DNL
Differential non-linearity
VDD = 5V
1
LSB
INL
Integral non-linearity
VDD = 5V
1
LSB
TAD
ADC conversion time
VDD = 5V
RIN
ADC input resistor
VDD = 5V
9.4.
μs
2
1
kΩ
Max.
Unit
5.5
V
内部振荡器特性
表 9-4 IRH 参数特性
Symbol
Characteristics
VDD
Operating Voltage
Freq
Output frequency
Fvar
Frequency variation
9.5.
Test Conditions
Min.
Typ.
4.3
16
MHz
25°C
‒1
+1
%
‒40 ~ 85°C, 2.7V ~ 5.5V
‒2
+2
%
Max.
Unit
5.5
V
内部低频振荡器特性
表 9-5 IRL 参数特性
Symbol
Characteristics
VDD
Operating Voltage
Freq
Output frequency
9.6.
Test Conditions
Min.
Typ.
4.3
25°C, 2.7V ~ 5.5V
90
kHz
外部振荡器特性
表 9-6 CRY 参数特性
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
Max.
Unit
5.5
V
VDD
Operating Voltage
4.3
Freq
Output frequency
1
‒
16
MHz
Min.
Typ.
Max.
Unit
9.7.
ACMP0/1/2 特性
表 9-7 ACMP0/1/2 特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
VDD
Operating Voltage
4.3
5.5
V
VOS
Input Offset
‒10
10
mV
VCM
Input Common Voltage
0
VDD-2
V
Tpd
Response Time
3
μs
Vhys
Input Hysteresis voltage
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mV
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9.8.
ACMP3 特性
表 9-8 ACMP3 特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
Max.
Unit
VDD
Operating Voltage
4.3
5.5
V
VOS
Input Offset
‒10
10
mV
VCM
Input Common Voltage
0
VDD-2
V
Tpd
Response Time
300
ns
Vhys
Input Hysteresis voltage
9.9.
±15
mV
OPA 特性
表 9-9 OPA 特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
Max.
Unit
VDD
Operating Voltage
4.3
5.5
V
VOS
Input Offset
‒15
15
mV
Vin
Input Voltage Range
0
VDD-1.2
V
Vout
Output Voltage Range
0
5
V
SR
Slew rate
10
V/μs
GBW
Gain Band Width
12
MHz
PSRR
Power supply Rejection ratio
‒60
db
CMRR
Common Mode Rejection ration
‒100
db
9.10. DAC 特性
表 9-10 DAC 特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
4.3
Max.
Unit
5.5
V
VDD
Operating Voltage
DNL
Differential non-linearity
VDD = 5V
1
LSB
INL
Integral non-linearity
VDD = 5V
1
LSB
9.11. 栅极驱动器特性
表 9-11 栅极驱动器特性参数
Symbol
Characteristics
Test Conditions
Min.
Typ.
Max.
Unit
4.8
5.0
5.2
V
45
55
65
mA
LDO 特性
VLDO
LDO output voltage
ILDOLIM
LDO output current limit
ILDO < 50mA, VM > 6V
静态电气参数
VM
Gate drive power supply
Operating; outputs active
6
24
28
V
VUVTP
Undervoltage trigger point
VM falling
5
5.5
6
V
VUVRP
Undervoltage release point
VM rising
5.5
6
6.5
V
IQ
Supply quiescent current
VM = 24 V, HIx = 0, LIx = 0
VHOL
HOx output low voltage
VHIx = 1
‒
VM‒12
‒
V
VLOH
LOx output high voltage
VLIx = 1
‒
12
‒
V
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日期:2022-02-24
μA
250
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静态电气参数
IHOSINK
Maximum HOx sink current
35
50
‒
mA
IHOSOURCE
Maximum HOx source current
160
200
‒
mA
ILOSINK
Maximum LOx sink current
160
200
‒
mA
ILOSOURCE
Maximum LOx source current
35
50
‒
mA
TTP
Temperature protection trigger point
140
160
180
°C
TRP
Temperature protection release point
120
140
160
°C
10. 电源路径管理
SDC9317内部集成了一个5V / 50mA输出的电压调节器,它可直接为内核供电,也可以为其他负载供电。当5V的输出电流
较大时,可以采用HREG引脚改善电压调节器的发热,详细的电源管理配置可以参考下面的典型应用电路。
当电压调节器的5V只提供给内核时,输出电流较小,可以按照图10-1的配置方式。
当电压调节器的5V同时给内核和其他负载供电时,输出电流较大,可选择图10-2的配置方式。
VBUS
VBUS
(optional)
HREG
VM
HREG
VM
VLDO
GND
VLDO
GND
AVDD
VSS
AVDD
VSS
VDD
VDD
SDC9317
SDC9317
图 10-1 5V 输出电流较小时的电源管理配置
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图 10-2 5V 输出电流较大时的电源管理配置
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日期:2022-02-24
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11. 封装尺寸
图 11-1 QFN32 尺寸图
图 11-2 推荐的封装布局
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图 11-2 SSOP24 尺寸图
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12. 版本
版本
时间
更改内容
1.0
2020-09-09
初始版本
1.1
2021-02-04
修订 17 脚到 22 脚的管脚名称
表 12-1 版本信息
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