LC09A

LC09A 方案数据手册 正式版本：1.0.4 发布日期：2022-11-25 成都维客昕微电子有限公司 LC09A 方案数据手册 目录 1 产品简介 ............................................................................................................................... 2 1.1 概述 ............................................................................................................................ 2 1.2 功能框图 .................................................................................................................... 2 1.3 特点 ............................................................................................................................ 3 2 技术指标 ............................................................................................................................... 4 2.1 极限电气参数 ............................................................................................................ 4 2.2 推荐工作条件 ............................................................................................................ 4 2.3 时序参数 .................................................................................................................... 5 2.3.1 IIC 时序参数 ...................................................................................................... 5 3 管脚定义 ............................................................................................................................... 6 3.1 管脚分布图 ................................................................................................................ 6 3.2 管脚定义 .................................................................................................................... 7 4 交互接口 ............................................................................................................................... 7 5 典型应用框图 ....................................................................................................................... 8 5.1 典型应用电路 ............................................................................................................ 8 5.1.1 电源选择 ........................................................................................................... 8 5.1.2 复位 ................................................................................................................... 9 5.2 LED 性能参数及辅料说明 ....................................................................................... 9 5.3 推荐光学设计 .......................................................................................................... 10 6 封装外形尺寸 ..................................................................................................................... 11 6.1 封装示意图 .............................................................................................................. 11 7 包装信息及湿敏等级说明 ................................................................................................. 11 8 SMT 回流焊要求 ................................................................................................................ 12 8.1 无铅回流焊曲线示意图说明 ................................................................................ 12 9 修订记录 ............................................................................................................................. 13 10 联系信息 ............................................................................................................................. 14 成都维客昕微电子有限公司 [1] LC09A 方案数据手册 1 产品简介 1.1 概述 LC09A 是一款集成了 1 个物理通道、2 个逻辑通道的健康监测传感器芯片，支持日常心 率（HR）监测以及佩戴识别功能，并具备低功耗特性、高集成度、高性价比等特点，适用于 智能手表、智能手环等可穿戴智能设备。 1.2 功能框图 VDD GND PD ARRAY AFE ADC FIFO VCSEL VDDIO LEDN LASER DRIVER POR/ BOR INT CONTROL SDA OSC20k OSC2M IIC SCL 图 1-1 LC09A 功能框图 成都维客昕微电子有限公司 [2] LC09A 方案数据手册 1.3 特点 ⚫ 超低功耗  心率模式典型功耗 80𝜇𝐴 @ 25Hz，包含 LED 发光功耗  未佩戴功耗：~10𝜇𝐴 @1Hz  休眠电流：~400nA ⚫ 芯片内置功能  自动调光  自动佩戴检测 ⚫ 内置 FIFO  64Bytes ⚫ 通信接口  IIC 时钟最高支持 400KHz  IIC7 位设备地址为 0x33 ⚫ 关键电气特性  VDD:3.0V~3.6V  VDDIO: 1.8V~3.6V ⚫ 封装  OLGA 封装  尺寸：1.95mm*1.9mm*0.6mm,8PIN ⚫ 可支持的典型应用  心率  佩戴检测 ⚫ 可测深肤色等级  心率：14 级（参考[PANTONE Skin Tone Guide]） ⚫ 算法占用空间  心率算法的空间：25Hz：1.6kRAM，9.8kROM 成都维客昕微电子有限公司 [3] LC09A 方案数据手册 2 技术指标 2.1 极限电气参数 表 2-1 LC09A 极限电气参数 参数 最小值 最大值 单位 VDD 0 3.6 V VDDIO 0 3.6 V 工作温度 -30 80 ℃ ※注意： ⚫ 超出极限工作条件可能会对芯片造成永久性损坏； ⚫ 为保证芯片长期处于正常工作状态，请勿将芯片工作在极限参数下，否则会影响芯片可靠 性。 2.2 推荐工作条件 表 2-2 推荐工作条件 参数 条件/说明 最小值 典型值 最大值 单位 VDD AFE 电源 3.0 3.3 3.6 V VDDIO I/O 电源 1.8 3.3 3.6 V 成都维客昕微电子有限公司 [4] LC09A 方案数据手册 2.3 时序参数 2.3.1 IIC 时序参数 tHIGH t LOW tF tR SCL t SU,ST tSU,DATA tSU,SP tSU,ST tHD,DATA tBUF t HD,ST SDA START STOP START RE-START 图 2-1 IIC 时序图 表 2-3 IIC 时序参数 参数 时钟频率 时钟低电平时间 时钟高电平时间 上升时间 下降时间 开始条件建立时间 开始条件保持时间 停止条件建立时间 总线空闲时间 成都维客昕微电子有限公司 符号 fSCL tLOW tHIGH tR tF tSU.STA tHD,STA tSU.STO tBUF 最小值 最大值 - 100 - 400 4.7 - 1.3 - 4.0 - 0.6 - - 1000 - 300 - 300 - 300 4.7 - 0.6 - 4.0 - 0.6 - 4.0 - 0.6 - 4.7 - 1.3 - 单位 条件 普通模式 𝑘𝐻𝑧 高速模式 普通模式 𝜇𝑠 高速模式 普通模式 𝜇𝑠 高速模式 普通模式 𝑛𝑠 高速模式 普通模式 𝑛𝑠 μs μs 高速模式 普通模式 高速模式 普通模式 高速模式 μs 普通模式 高速模式 μs 普通模式 高速模式 [5] LC09A 方案数据手册 参数 数据建立时间 数据保持时间 数据有效时间 应答时间 总线负载电容 总线上拉电阻 符号 tSU,DATA tHD,DATA 最小值 最大值 250 - 100 - 250 - 100 - - 3.45 - 0.9 - 3.45 - 0.9 - 400 - 400 pF 高速模式 - 4.7 KΩ - tVDDAT tVDACK Cload RBUS 单位 条件 普通模式 ns 高速模式 普通模式 ns 高速模式 普通模式 μs 高速模式 普通模式 μs 高速模式 普通模式 3 管脚定义 3.1 管脚分布图 VDDIO 1 INT 2 SCL 3 SDA 4 8 LEDN PD 7 GND LC09A 6 GND 5 VDD 图 3-1 LC09A 芯片管脚示意图(Top View) 成都维客昕微电子有限公司 [6] LC09A 方案数据手册 3.2 管脚定义 表 3-1 LC09A 芯片管脚定义及描述 管脚编号 管脚名称 说明 1 VDDIO IO 口电源，接 100nF 到地 2 INT 中断输出 3 SCL IIC 时钟信号 4 SDA IIC 数据线 5 VDD AFE 电源，接 100nF 到地 6 GND 电源地 7 GND 电源地 8 LEDN 绿灯驱动管脚，接绿灯阴极 4 交互接口 SCL LC09A SDA MCU INT 图 4-1 LC09A 与主控的连接 表 4-1 LC09A 与主控连接引脚 引脚 说明 SCL IIC 时钟最高 400KHz SDA IIC7 位设备地址为 0x33 INT 中断 IO 不用上拉 ⚫ LC09A 支持 IIC 访问，IIC 最高支持 400KHz 时钟。IIC 的 7 位设备地址为 0x33。 ⚫ 当 LC09A 需要数据交互时，会通过 INT 引脚向主控发送中断信号。 成都维客昕微电子有限公司 [7] LC09A 方案数据手册 5 典型应用框图 5.1 典型应用电路 VDD R1 4.7k R2 4.7k C1 100n D1 GREEN VDDIO 1 INT 2 8 7 LC09A SCL 3 6 SDA 4 5 主板 VDD C2 100n VDD 图 5-1 LC09A 推荐电路图 去耦电容 C1、C2 在 PCB 放置时尽量靠近 LC09A 相应引脚；建议在心率小板 LDO 输出端配置 10uF 与 100nF 的电容组合，以增加心率工作稳定性。 5.1.1 电源选择 LC09A 芯片系统供电涉及 VDD、VDDIO 两路供电，芯片的电源都由一个 LDO 进行供 电，且该 LDO 可以自由控制通断。推荐如下供电方式： 表 5-1 供电须知 电源 供电电压 说明 ⚫ VDD VDDIO 成都维客昕微电子有限公司 3.3V 1.8-3.3V 模拟电源典型供电电压为 3.3V，要求电源纹波峰峰 值应小于 40mV ⚫ VDD 必须经过去耦电路，再供电进 IC。 ⚫ 与通信电平匹配，DVDD 和 VDDIO 供电电压相同 时，可短接合并供电。 [8] LC09A 方案数据手册 ※注：进行心率检测和佩戴检测时，LED 发光会需要较大的电流，需要电源有较好的负 载能力，且瞬态响应要符合设计要求。即要求 LDO 输出电源纹波峰峰值应小于 40mV，且 PSRR 在 1KHz、输出电流为 50mA 时，应大于等于 65db；另外要求 LDO 的负载瞬态响应， 电流从 1mA 瞬变为 100mA 时，LDO 的输出稳定时间应小于 100μs，稳定压降应小于 100mV。 图 5-2 LDO 瞬态响应参考 5.1.2 复位 芯片包含两个复位源：上电复位 POR、软件复位。推荐使用带使能脚的 LDO 来进行上电 复位。 表 5-2 供电须知 序号 复位源 1 上电复位 2 软件 说明 当 AVDD 电压上升到芯片预定 POR 阈值时即可触发 LC09A 进 入工作状态。 可通过通信接口对芯片发送软件复位命令进行复位操作。 5.2 LED 性能参数及辅料说明 LC09A 心率芯片对绿灯（Green）的光效及压降要求如下表所示，可根据下表 LED 参数 自行选择 LED 供应商； 表 5-3 LED 性能参数表 LED 类型 波长（nm） 发光效率 正向压降 最大正向脉冲电流 Green 525 3000mcd@20mA 小于 2.4V@20mA 大于 75mA 成都维客昕微电子有限公司 [9] LC09A 方案数据手册 如无合适 LED 供应商，VCARE 有相应供应商及 LED 型号推荐，如不采用 VCARE 推荐 型号，最终产品出现任何性能问题 VCARE 概不负责。 LC09A 与 LED 之间需完全隔光，可参考结构设计规范自行设计、使用隔光辅料。 5.3 推荐光学设计 0.80 1.90 0.85 GR 1.60 1.95 LC09A 2.20 0.50 图 5-3 LC09A 光路布局及尺寸图 R1.00 R1.00 4.00 2.00 2.20 图 5-4 推荐镜片丝印开窗尺寸图 1 图 5-5 推荐镜片丝印开窗尺寸图 2 上图 5-3 所示的 LED 灯为 0603 封装的绿灯；LC09A 的 PD 中心到 LED 灯中心间距为 2.2mm；LC09A 周围阴影部分是隔光辅料。图 5-4、图 5-5 为推荐镜片开窗示意图。 成都维客昕微电子有限公司 [10] LC09A 方案数据手册 6 封装外形尺寸 6.1 封装示意图 LC09A 采用 OLGA 封装，示意图如下。 1.90 0.27 0.25 8 1 0.25 1.95 0.71 0.82 7 0.40 2 6 3 0.81 5 Top View 0.05 0.10 4 Bottom View 0.60 Side View 图 6-1 封装示意图（1.95*1.9*0.6mm (±0.1mm)） 7 包装信息及湿敏等级说明 LC09A 采用卷带包装形式，3k/盘，LC09A 湿敏等级为 4 级（MSL4），包装在防潮袋中 并且抽真空，内含干燥剂和湿度指示卡，出厂后在不拆封的情况下能够保存 6 个月。 在以下条件下，器件不要求特殊存储条件： ⚫ 保持在温度≤25℃并且相对湿度≤50%R.H.的条件下； ⚫ 回流焊过程最高温度不超过 255℃。 成都维客昕微电子有限公司 [11] LC09A 方案数据手册 8 SMT 回流焊要求 8.1 无铅回流焊曲线示意图说明 图 8-1 推荐回流焊温度曲线 成都维客昕微电子有限公司 [12] LC09A 方案数据手册 9 修订记录 版本 日期 修订内容 V1.0.0 2022/9/1 首次对外发布 V1.0.1 2022/9/7 修改 LED 尺寸 V1.0.2 2022/9/16 修改 IC 示意图 V1.0.3 2022/9/26 修改部分光路布局尺寸 V1.0.4 2022/11/25 修改摘下功耗参数 成都维客昕微电子有限公司 [13] LC09A 方案数据手册 10 联系信息 成都维客昕微电子有限公司 成都市高新区百草路 366 号萃峰国际 23 栋 座机：（028）8319 5355 深圳办事处 深圳市宝安区西乡街道劳动社区万庭大厦 3 号楼 1003 座机：（0755）2320 0477 ====== 免责声明====== 本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便利，它们可能由更新信息所替代。 确保应用符合技术规范，是您自身应负的责任。成都维客昕微电子有限公司（以下简称“Vcare” ）对 这些信息不作任何明示或暗示、书面或口头、法定或其他形式的声明或担保，包括但不限于针对其使 用情况、质量、性能、适销性或特定用途的适用性的声明或担保。Vcare 对因这些信息及使用这些信 息而引起的后果不承担任何责任。未经 Vcare 书面批准，不得将 Vcare 的产品用作生命维持系统中 的关键模组。 Vcare 保留说明书的更改权，恕不另行通知！客户在设计前应主动获取最新版本资料，并验证相 关信息是否完整和最新。 在 Vcare 知识产权保护下，不得暗中或以其他方式转让任何许可证。 成都维客昕微电子有限公司 [14]