汽車級(jí) 10 位 DAC53701-Q1 和 8 位 DAC43701-Q1 （DACx3701-Q1） 是引腳兼容的緩沖電壓輸出智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 系列。這些器件功耗非常低，采用微型 8 引腳 WSON 封裝。DACx3701-Q1 的功能集與微型封裝和低功耗相結(jié)合，是汽車尾燈加剎車燈、車牌燈淡入淡出和車內(nèi)燈 PWM 擴(kuò)展等應(yīng)用的絕佳選擇。

這些器件具有非易失性存儲(chǔ)器 （NVM）、內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源、PMBus 兼容 I 2C 接口和通用輸入。DACx3701-Q1 采用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源或電源作為基準(zhǔn)電壓源，并提供 1.8 V 至 5.5 V 的滿量程輸出。
*附件：dac53701-q1.pdf

DACx3701-Q1 是智能 DAC 器件，因?yàn)樗哂邢冗M(jìn)的集成功能。智能DAC具有力感應(yīng)輸出、基于GPI的功能觸發(fā)、PWM輸出和NVM功能，無(wú)需使用軟件即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能和控制。

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用：
  • 溫度等級(jí) 1：–40°C 至 +125°C，T A
• 1 LSB INL 和 DNL（10 位和 8 位）
• 工作范圍廣
  • 電源：1.8 V 至 5.5 V
• 基于通用輸入 （GPI） 的功能觸發(fā)
• PMBus? 兼容 I 2C 接口
  • 標(biāo)準(zhǔn)、快速和快速模式加
  • 使用廣播地址配置的四個(gè)目標(biāo)地址選項(xiàng)
  • 1.62V V IH，V DD = 5.5 V
• 用戶可編程非易失性存儲(chǔ)器 （NVM/EEPROM）
  • 保存和調(diào)用所有寄存器設(shè)置
• 可編程波形生成：方形波、三角波和鋸齒波
• 使用三角波形和 FB 引腳的脈寬調(diào)制 （PWM） 輸出
• 數(shù)字壓擺率控制
• 內(nèi)部參考
• 極低功耗：1.8 V 時(shí)為 0.2 mA
• 靈活啟動(dòng)：高阻抗或 10K-GND
• 微型封裝：8引腳WSON（2 mm × 2 mm）

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

DAC53701-Q1（10 位）與 DAC43701-Q1（8 位）是德州儀器（TI）推出的車規(guī)級(jí)電壓輸出智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC） ，二者引腳完全兼容，專為汽車電子場(chǎng)景設(shè)計(jì)，符合 AEC-Q100 Grade 1 標(biāo)準(zhǔn)（工作溫度 - 40°C125°C）。器件集成非易失性存儲(chǔ)器（NVM/EEPROM）、內(nèi)部基準(zhǔn)源、PMBus 兼容 I2C 接口及通用輸入（GPI），支持低功耗（1.8V 時(shí)僅 0.2mA）與寬電源范圍（1.8V5.5V），采用 8 引腳 WSON（2mm×2mm）微型封裝，可實(shí)現(xiàn)無(wú)處理器依賴的智能控制，核心應(yīng)用包括汽車尾燈 / 大燈 / 內(nèi)飾燈控制、電源電壓 Margining、LED 熱折返保護(hù)等。

二、核心特性

（一）高精度與寬適應(yīng)性

1. 分辨率與線性度
   • DAC53701-Q1 為 10 位分辨率，DAC43701-Q1 為 8 位分辨率，二者積分非線性（INL）與微分非線性（DNL）均僅 ±1 LSB，確保輸出電壓精準(zhǔn)可控；
   • 支持兩種基準(zhǔn)模式：
     • 電源基準(zhǔn)：以 VDD 為基準(zhǔn)，輸出范圍 0~VDD；
     • 內(nèi)部基準(zhǔn)：1.21V 固定基準(zhǔn)，增益 1.5×/2×/3×/4× 可調(diào)，輸出范圍 1.8V~5.5V，適配不同電壓需求場(chǎng)景；
   • 低誤差與優(yōu)異溫漂：零碼誤差典型值 6mV（溫漂 ±10μV/°C），增益誤差 ±0.5% FSR（溫漂 ±0.0008% FSR/°C），寬溫下性能穩(wěn)定。
2. 輸出與動(dòng)態(tài)性能
   • 緩沖電壓輸出，帶載能力強(qiáng)：支持 5kΩ 電阻負(fù)載 + 200pF 容性負(fù)載，輸出阻抗低至 0.25Ω，負(fù)載調(diào)整率 0.4mV/mA，避免負(fù)載變化導(dǎo)致的輸出波動(dòng)；
   • 快速響應(yīng)：1/4~3/4 量程切換至 10% FSR 僅需 8μs（5.5V 時(shí)），壓擺率 1V/μs，適配動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整場(chǎng)景（如 LED 漸變點(diǎn)亮）；
   • 低噪聲：0.1Hz~10Hz 頻段噪聲峰峰值 34μV（無(wú)基準(zhǔn)增益）、70μV（4× 增益），1kHz 噪聲密度 0.2μV/√Hz，避免對(duì)敏感電路的干擾。

（二）智能控制與無(wú)處理器操作

1. 通用輸入（GPI）觸發(fā)GPI 引腳（1 腳）可通過(guò)寄存器配置為 7 種核心功能，支持上升沿 / 下降沿響應(yīng)，無(wú)需 I2C 通信即可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵操作，適配無(wú)處理器或處理器故障場(chǎng)景，核心配置如下：

   GPI_CONFIG	功能	上升沿動(dòng)作	下降沿動(dòng)作
   000	電源控制	上電	高阻掉電
   010	Margining 控制	觸發(fā)高 Margining 輸出	觸發(fā)低 Margining 輸出
   011	波形生成	啟動(dòng)波形輸出	停止波形輸出
   111	I2C 地址更新	使能目標(biāo)地址更新	禁用地址更新

2. 可編程波形與 PWM 生成

   • 內(nèi)置波形生成器：支持方波、三角波、正向 / 反向鋸齒波，波形參數(shù)（高 / 低碼值、步長(zhǎng)、斜率）可通過(guò)寄存器配置；
   • PWM 輸出能力：結(jié)合 FB 引腳與三角波 / 鋸齒波，可生成 PWM 信號(hào)，適配 LED 調(diào)光、電源占空比控制等場(chǎng)景；
   • 數(shù)字?jǐn)[率控制：步長(zhǎng)（132 LSB 可調(diào)）與步長(zhǎng)時(shí)間（4μs4.9152ms 可調(diào)）可編程，實(shí)現(xiàn)輸出電壓平滑過(guò)渡，避免電壓突變沖擊負(fù)載。

（三）可靠性與存儲(chǔ)功能

1. 非易失性存儲(chǔ)器（NVM）
   • 可存儲(chǔ)關(guān)鍵寄存器配置：包括 DAC 數(shù)據(jù)、Margining 高 / 低碼值、GPI 功能、擺率參數(shù)等，上電后自動(dòng)加載，無(wú)需重復(fù)初始化；
   • 高耐用性：-40°C~85°C 下擦寫(xiě) 20,000 次，85°C 以上擦寫(xiě) 1,000 次，數(shù)據(jù) Retention 達(dá) 50 年（常溫）、20 年（125°C）；
   • CRC 校驗(yàn)保護(hù)：內(nèi)置 10 位 CRC（CRC-10-ATM），監(jiān)測(cè) NVM 數(shù)據(jù)完整性，用戶區(qū)（NVM_CRC_ALARM_USER）或內(nèi)部區(qū)（NVM_CRC_ALARM_INTERNAL）異常時(shí)觸發(fā)復(fù)位，確保配置可靠。
2. PMBus 兼容與系統(tǒng)同步
   • 支持 PMBus 協(xié)議（需 EN_PMBUS 位使能），兼容 Turn On（80h）、Turn Off（00h）、Margin High（A4h）、Margin Low（94h）等標(biāo)準(zhǔn)命令，適配電源管理場(chǎng)景；
   • I2C 接口靈活：支持標(biāo)準(zhǔn)模式（100kbps）、快速模式（400kbps）、快速增強(qiáng)模式（1Mbps），4 個(gè)可選目標(biāo)地址（默認(rèn) 1001000），支持廣播地址同步更新多器件配置（僅寫(xiě)模式）。

三、器件信息與電氣規(guī)格

（一）基本參數(shù)對(duì)比

（二）封裝與熱特性

采用 8 引腳 WSON（DSG 封裝），底部帶散熱焊盤（需連接 AGND 以優(yōu)化散熱），關(guān)鍵熱阻參數(shù)如下：

（三）訂購(gòu)信息

四、功能模塊詳解

（一）核心功能模塊

1. 數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）架構(gòu)采用電阻串架構(gòu) + 輸出緩沖放大器，支持兩種工作模式：
   • 正常模式 ：通過(guò) I2C 更新 DAC_DATA 寄存器（21h 地址），輸出電壓即時(shí)更新；
   • 擺率控制模式 ：使能后輸出電壓按設(shè)定步長(zhǎng)（CODE_STEP）與步長(zhǎng)時(shí)間（SLEW_RATE）階梯變化，步長(zhǎng)可設(shè) 132 LSB，步長(zhǎng)時(shí)間 4μs4.9152ms，避免電壓突變（如 LED 漸變）。
2. 非易失性存儲(chǔ)器（NVM）
   • 可存儲(chǔ)寄存器：包括通用配置（GENERAL_CONFIG，D1h）、GPIO 配置（CONFIG2，D2h）、DAC 數(shù)據(jù)（DAC_DATA，21h）、Margining 高 / 低碼值（25h/26h）等；
   • 編程與重載：通過(guò) TRIGGER 寄存器（D3h）的 NVM_PROG 位觸發(fā) NVM 寫(xiě)入，NVM_RELOAD 位觸發(fā)配置重載，操作時(shí) NVM_BUSY 位（D0h）置 1，禁止其他寫(xiě)入，確保數(shù)據(jù)完整性。
3. PMBus 兼容 I2C 接口
   • 通信速率：支持 I2C 標(biāo)準(zhǔn)模式（100kbps）、快速模式（400kbps）、快速增強(qiáng)模式（1Mbps）；
   • 地址配置：7 位地址（默認(rèn) 1001000），通過(guò) TARGET_ADDRESS（CONFIG2 寄存器）可配置 4 個(gè)可選地址，支持廣播地址同步更新多器件（僅寫(xiě)模式）；
   • PMBus 命令：支持 Turn On（80h）、Turn Off（00h）、Margin High（A4h）、Margin Low（94h），可通過(guò) PMBUS_OPERATION 寄存器（01h）觸發(fā)，適配電源管理場(chǎng)景。

（二）系統(tǒng)同步與復(fù)位

1. 電源復(fù)位（POR）
   • 觸發(fā)條件：VDD 低于 0.7V 并保持 1ms 以上，上電后 30ms 內(nèi)完成寄存器初始化（加載 NVM 配置）；
   • 電壓閾值：VDD<0.7V 觸發(fā) POR，0.7V~1.65V 為未定義區(qū)域，>1.65V 不觸發(fā) POR。
2. 軟件復(fù)位
   • 觸發(fā)方式：向 TRIGGER 寄存器（D3h）寫(xiě)入 1010，復(fù)位后寄存器恢復(fù) NVM 配置或默認(rèn)值，適配系統(tǒng)故障恢復(fù)場(chǎng)景。
3. 器件鎖定與解鎖
   • 鎖定：設(shè)置 DEVICE_LOCK 位（D1h）可鎖定所有寄存器，防止誤寫(xiě)；
   • 解鎖：向 DEVICE_UNLOCK_CODE（D3h）寫(xiě)入 0101 可解除鎖定，確保配置安全性。

五、典型應(yīng)用與設(shè)計(jì)指南

（一）核心應(yīng)用場(chǎng)景

1. 汽車 LED 熱折返控制
   • 應(yīng)用原理：通過(guò)負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻監(jiān)測(cè) LED 溫度，F(xiàn)B 引腳采集 NTC 分壓電壓，DAC 根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)整輸出，控制 LED 驅(qū)動(dòng)電流，避免高溫?fù)p壞；
   • 關(guān)鍵配置：配置三角波波形（FUNC_CONFIG=00b），結(jié)合 FB 引腳生成 200Hz PWM 輸出，溫度 30°C 時(shí)啟動(dòng)折返，105°C 時(shí)切斷 LED 電流，確保 LED 壽命。
2. 電源電壓 Margining 測(cè)試
   • 應(yīng)用原理：通過(guò) DAC 輸出調(diào)整電源反饋電壓（如 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的 VFB 引腳），測(cè)試電源在 ±10% 偏差下的穩(wěn)定性；
   • 典型配置：內(nèi)部 1.21V 基準(zhǔn) + 1.5× 增益，DAC 輸出 0.6V（ nominal 值）、0.54V（-10%）、0.66V（+10%），通過(guò) GPI 觸發(fā) Margining 切換，擺率控制避免電源波動(dòng)。

（二）硬件設(shè)計(jì)指南

1. 電源與 Decoupling
   • VDD 引腳（6 腳）需并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容（靠近引腳），CAP 引腳（4 腳）需并聯(lián) 1.5μF 電容（LDO 濾波），降低電源噪聲；
   • 電源域分離：模擬地（AGND，5 腳）與數(shù)字地單點(diǎn)連接，散熱焊盤需大面積連接 AGND，優(yōu)化熱傳導(dǎo)與噪聲隔離。
2. PCB 布局
   • 信號(hào)分離：DAC 輸出（OUT，8 腳）、FB 引腳（7 腳）遠(yuǎn)離 SCL（2 腳）、SDA（3 腳）等數(shù)字引腳，避免串?dāng)_；
   • 阻抗控制：I2C 線路匹配 50Ω 阻抗，長(zhǎng)度匹配誤差 < 1mm，減少信號(hào)完整性問(wèn)題；
   • 反饋回路：FB 引腳外接電阻分壓網(wǎng)絡(luò)時(shí)，布線需短而直，避免寄生電容影響反饋精度（如 NTC 分壓電路）。
3. 上電初始化流程
   1. 上電后等待 30ms（POR 完成），讀取 STATUS 寄存器（D0h）確認(rèn) NVM 無(wú) CRC 錯(cuò)誤（NVM_CRC_ALARM_USER/INTERNAL 為 0）；
   2. 配置 GENERAL_CONFIG 寄存器（D1h）：使能內(nèi)部基準(zhǔn)（REF_EN=1）、設(shè)置增益（DAC_SPAN）、擺率參數(shù)（CODE_STEP/SLEW_RATE）；
   3. 配置 CONFIG2 寄存器（D2h）：設(shè)置 GPI 功能（如 Margining 控制）、I2C 目標(biāo)地址；
   4. 寫(xiě)入 DAC_DATA、Margining 高 / 低碼值，觸發(fā) NVM_PROG 保存配置（可選）；
   5. 使能 GPI（TRIGGER 寄存器 GPI_EN=1），完成初始化。