background image

AN-695 

Application Note 

 

Rev. C | Page 6 of 12 

For example, to set I

TCMAX

 and I

THMAX

 equal to 2 A and 1.5 A, 

respectively, use the following equations: 

V

25

.

2

02

.

0

2

25

2

5

.

2

=

×

×

+

=

ILIMC

V

 

V

5

.

0

02

.

0

5

.

1

25

2

5

.

2

=

×

×

=

ILIMH

V

 

Turn Potentiometer W3 while measuring the voltage at Pin 1 
(ILIMC); set this value to be equal to 2.25 V. Turn W4 while 
measuring the voltage at Pin 32 (ILIMH); set this value to  
equal 0.5 V.  

SET THE OUTPUT VOLTAGE LIMIT 

To protect the TEC from being overdriven, adjust W2 to set up the 
V

LIM

 voltage. The maximum voltage applied across the TEC can be 

limited by setting the voltage on Pin 31 (VLIM). This voltage is 

V

VLIM

 = 

V

TMAX

/5 

where: 

V

VLIM

 is the voltage set at the VLIM pin. 

V

TMAX

 is the maximum voltage across the TEC.  

For example, to set a maximum TEC voltage equal to 4 V, use 
the following equation: 

V

VLIM

 = 4/5 = 0.8 V 

MONITOR THE TEC VOLTAGE  

The voltage across the TEC, V

TEC

, is monitored in real time by 

measuring the voltage V

VTEC

 from Pin 30 (VTEC).  

V

TEC

 = 

V

LFB

 – 

V

SFB

 = (

V

VTEC

 – 0.5 × 

V

REF

×

 4 

where: 

V

TEC

 is the voltage across the TEC. 

V

LFB

 is the voltage measured at the LFB pin. 

V

SFB

 is the voltage measured at the SFB pin. 

V

VTEC

 is the voltage measured at the VTEC pin. 

V

REF

 is the reference voltage. When taken from th

ADN8831

V

REF

 = 2.5 V. 

Alternatively, measuring the voltage difference between the LFB 
and SFB pins also results in the voltage across the TEC (V

TEC

). 

Typically, the LFB pin connects to the positive terminal of the TEC, 
and the SFB pin connects to the negative terminal of the TEC. The 
definition of the TEC voltage is the voltage difference between 
the TEC positive and negative terminals.  
V

TEC

 can be positive or negative. When V

TEC

 is positive, the  

TEC is in cooling mode. When V

TEC

 is negative, the TEC is in 

heating mode. 
When the ADN8831 is set to standby mode, knowing the voltage 
across the TEC is useful. This voltage, called the Seebeck voltage, is 
generated by the temperature difference between the two TEC 
plates. This measurement is useful for determining the condi-
tion of the TEC and/or the TEC working status for high end 
systems. 

MONITOR THE TEC CURRENT 

The TEC current is monitored in real time by measuring the 
voltage, V

ITEC

, on the ITEC pin (Pin 29). To calculate the TEC 

current from the ITEC pin voltage, use the following equation: 

S

REF

ITEC

TEC

R

V

V

I

×

×

=

25

5

.

0

 

where: 

I

TEC

 is the TEC current; defined as the current flowing in 

through the TEC positive terminal (TECP) and out the  
TEC negative terminal (TECN).  

R

S

 is the current sense resistor value, set to 0.02 Ω on the  

evaluation board. 

TEMPERATURE COMPENSATION  

Temperature stability and settling time are control loop gain 
and bandwidth dependent. This includes the gain of the 
ADN8831 and the TEC/thermistor feedback. To achieve  
the highest dc precision, the control loop uses a proportional 
integral differential (PID) compensation network. Because 
thermal loads can vary widely from TEC to TEC, a tunable 
compensation network is available on the evaluation board.  
To tune the PID compensation network, apply a low frequency 
square wave to the LP2 solder pad and monitor the OUT2 test 
point using an oscilloscope.  

04592-

010

R1

R2

R

TH

R3

CD

RD

CI

TEMPOUT

TEMPSET

OUT2

V

REF

RP

V

REF

2

CF

RI

LP2

LP1

 

Figure 6. Tunable Compensation Network  

Before doing this, connect a TEC to the evaluation board TECP 
and TECN pads and connect the thermistor attached to the 
TEC to the evaluation board RTH and AGND pads. The low 
frequency square wave equates to sending a step function to 
TEMPSET. An alternative method to the square wave is to use  
a pair of tweezers to short-circuit the LP2 solder pad with the 
AGND test point. Observe the waveform at OUT2 to determine if 
the compensation network matches the thermal load. The ideal 
response at OUT2 has the fastest possible rise time and settling 
time with little or no overshoot. Use the following steps to tune 
the network:  
1.

 

Set CI to 1 μF, RI and RP to 249 kΩ, RD to 100 kΩ, and CD 
to 470 nF. Make sure that the loop is stable. If not, increase 
CI and decrease RP. This has the effect of increasing the time 
constant of the loop, allowing it to become stable. The effect 
of this increased time constant is a slower response time in 
the compensation network. 

Содержание ADN8831

Страница 1: ...ADN8831 evaluation board offers a configurable design platform to work with various TECs and thermistors On the evaluation board the ADN8831 delivers and controls a bidirec tional TEC current using t...

Страница 2: ...ometers 3 Quick Start 4 Configure Setpoint Temperature Range 4 Configure the Setpoint Temperature 5 Set the Output Current Limits 5 Set the Output Voltage Limit 6 Monitor the TEC Voltage 6 Monitor the...

Страница 3: ...8831 is in shutdown mode when Switch S6 the right hand side knob is down When the knob is up default the ADN8831 is released from shutdown mode In shutdown mode the ADN8831 is powered off Switches S1...

Страница 4: ...t This is based on required TEC thermal control resolution and the target controllable temperature range These resistor values correspond to the high middle and low setpoint temperatures THIGH TMID an...

Страница 5: ...ge of 35 C to 15 C use 14 5 C 2 lower than the 15 C limit as the lower limit CONFIGURE THE SETPOINT TEMPERATURE The VTEMPSET voltage corresponds to a TEC setpoint temperature Configure the VTEMPSET us...

Страница 6: ...ondi tion of the TEC and or the TEC working status for high end systems MONITOR THE TEC CURRENT The TEC current is monitored in real time by measuring the voltage VITEC on the ITEC pin Pin 29 To calcu...

Страница 7: ...etwork see the ADN8831 data sheet ADJUST THE PWM SWITCHING FREQUENCY The ADN8831 evaluation board is default set to a free run PWM clock at 1 MHz To modify RFREQ adjust the PWM switching frequency see...

Страница 8: ...mistor This ensures that any interference coupled on the thermistor traces can cancel each other The low frequency temperature control circuit can be degraded easily by high frequency interference due...

Страница 9: ...ORK Figure 9 shows the schematic of the ADN8831 evaluation board Version 4 0 Note that THPAD shown as Pin 33 in this schematic refers to the exposed thermal pad underneath the chip set Connect THPAD t...

Страница 10: ...AN 695 Application Note Rev C Page 10 of 12 04592 005 Figure 10 Top Layer Silkscreen 04592 006 Figure 11 Middle Layer 1 Layout...

Страница 11: ...Application Note AN 695 Rev C Page 11 of 12 04592 007 Figure 12 Middle Layer 2 Layout 04592 015 Figure 13 Bottom Layer Layout...

Страница 12: ...Resistor 20 m 0805 Vishay WSL0805R0200FEA18 1 RD2 Resistor 24 9 k 0603 SUSUMU RR0816P 2492 D 39C 1 CI1 Capacitor ceramic 47 nF 0603 X7R 16 V Panasonic ECJ 1VB1C473K 1 RD3 Resistor 49 9 k 0603 Panason...

Отзывы: