GP9301B/GP9301BM：模擬到PWM轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，模擬信號與PWM信號的轉(zhuǎn)換是一個常見且關(guān)鍵的需求。今天，我們來深入了解一款優(yōu)秀的模擬到PWM轉(zhuǎn)換器——GP9301B/GP9301BM。

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一、特性亮點

（一）信號轉(zhuǎn)換能力

GP9301B能將0V到10V的模擬電壓輸入線性轉(zhuǎn)換成0% - 100%占空比的PWM信號輸出。而GP9301BM不僅具備同樣的轉(zhuǎn)換功能，還能將PWM信號高頻調(diào)制后輸出，適用于電容隔離方案。這兩種芯片的輸入信號兼容0 - 10V、PWM以及100KΩ電阻，輸入PWM信號高電平需>2.7V。

（二）性能指標出色

1. 頻率范圍：輸出PWM信號的頻率范圍為1Hz到1MHz，能滿足不同應(yīng)用場景對頻率的要求。
2. 高電平與誤差控制：輸出PWM信號高電平為5V，最大PWM占空比誤差<1%，PWM占空比線性度誤差<0.5%，保證了信號轉(zhuǎn)換的高精度。
3. 電源與功耗：電源電壓范圍為10V - 40V，功耗典型值為5mA，啟動時間<2ms，工作溫度范圍為 - 40°C到125°C，具備良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

二、芯片詳情

（一）管腳定義

（二）絕對最大額定參數(shù)

• 工業(yè)操作溫度： - 40℃到125℃
• 儲存溫度： - 50℃到125℃
• 輸入電壓： - 0.3V到VCC + 0.3V
• 最大電壓：40V
• ESD保護：> 2000V

需要注意的是，超過“絕對最大額定值”中列出的參數(shù)值可能會造成永久性損壞設(shè)備，不保證器件在超出規(guī)范中列出的條件下操作，長時間暴露于極端條件下可能影響設(shè)備可靠性或功能。

三、工作方式

（一）基本功能

GP9301B是高性能APC芯片，輸出PWM信號頻率可在1Hz到1MHz中選擇，輸入電壓范圍0V至10V，PWM信號占空比為0%至100%，DPWM = VIN / 10V。內(nèi)部有100uA電流源連接在VIN引腳上，連接100K電位器時，VIN電位可從0V調(diào)到10V，該上拉電流也可通過不同型號選擇取消。PWMB與PWM是互補信號。 GP9301BM在GP9301B基礎(chǔ)上，將PWM信號進行高頻調(diào)制，高電平期間調(diào)制成75%占空比的周期信號，低電平期間調(diào)制成25%占空比的周期信號，可用于電容隔離和變壓器隔離。

（二）電壓轉(zhuǎn)PWM典型轉(zhuǎn)換曲線

GP9301B典型調(diào)光曲線有以下特點：

1. VIN從0V開始啟動電壓為Va，從高電壓下降的關(guān)斷電壓為Vb。
2. VIN從Va開始到Vc為平臺期，輸出PWM穩(wěn)定在Duty0。
3. VIN從Vc到9V為線性區(qū)，PWM占空比從Duty0變到99%。
4. VIN超過9V直接從99%變到100%。

不同樣品的Va、Vb、Vc和Duty0實測數(shù)據(jù)有所不同，例如樣品#1的Va為0.63V、Vb為0.78V、Vc為0.94V、Duty0為0.9%。

四、電氣特性

（一）交流特性

（二）直流特性

需要注意，V5V上外掛負載后可能會輕微影響芯片精度。

五、應(yīng)用方案

（一）典型電路及注意事項

由于GP9301B的0 - 10V輸入常作為系統(tǒng)接口，接口外環(huán)境復(fù)雜，輸入端需做三級保護：TVS防輸入靜電與浪涌、RC抗噪聲干擾。輸出端電阻可防止信號反灌，有抗干擾功能。還給出了三種典型應(yīng)用電路，分別是輸入電壓低于0.6V關(guān)斷且兼容10V PWM信號、兼容2.7V - 10V的PWM信號、將啟亮點抬高到1V以上的電路。

（二）具體應(yīng)用方案

1. 0 - 10V/PWM/電阻三合一電機驅(qū)動方案：一般電機調(diào)速通過模擬量或PWM信號調(diào)節(jié)，新型EC電機需進行信號電氣隔離。GP9301B將0 - 10V信號轉(zhuǎn)換成PWM信號，經(jīng)光耦隔離后輸入到MCU進行識別并調(diào)速，且支持0 - 10V、PWM和100K電阻三合一輸入接口，優(yōu)化了接口電路設(shè)計。
2. 0 - 10V轉(zhuǎn)PWM電容隔離方案：由模擬信號調(diào)制芯片GP9301BM、隔離電容和信號解調(diào)芯片GP6200組成，實現(xiàn)0 - 10V電壓向0% - 100%占空比的PWM信號的隔離轉(zhuǎn)換功能，電氣隔離由兩個隔離電容實現(xiàn)，可靈活設(shè)定電路耐壓能力。
3. 0 - 10V/PWM/電阻三合一色溫調(diào)節(jié)方案：0 - 10V模擬信號輸出，GP9301B輸出PWM和PWMB一對互補的PWM信號，分別控制兩路色溫的LED燈串，通過PWM占空比調(diào)整實現(xiàn)LED色溫調(diào)節(jié)。
4. 0 - 10V三合一調(diào)光方案：隔離式調(diào)光LED驅(qū)動電源電路，具有0 - 10V / PWM / 100K電阻三合一調(diào)光接口，GP9301B根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生PWM，PWM和PWMB信號高電平為5V，PWMB信號通過光耦后輸入到DC - DC恒流芯片的調(diào)光腳DIM進行調(diào)光。

六、訂購須知

（一）型號編碼規(guī)則

GP 9 3 01B (X) - X - X - X X

• 9代表APC產(chǎn)品種類，8代表PAC。
• 溫度范圍：W為 - 40°C - 85°C，H為 - 40°C - 125°C。
• 供電電壓：1為5V，3為40V。
• 系列號：M為調(diào)制PWM輸出，XI為無上拉電流。
• 封裝：S為SOP8。
• PWM頻率任意可選，如F1K為Fixed 1Khz等。
• 末端處理有N、LH、CH、DV等多種類型。

（二）末端處理類型

1. N：末端未加處理，0V - 10V對應(yīng)0% - 100%，但由于0點失調(diào)，PWM為0%時對應(yīng)的輸入電壓無法保證絕對0V。
2. LH：輸出低于某個占空比后直接為0，高于某個占空比后直接為100%。低有4檔可選：1%/2%/5%/10%；高有4檔可選：90%/95%/98%/99%。
3. CH：輸出低于某個占空比后保持占空比不變，高于某個占空比后直接為100%。低有4檔可選：1%/2%/5%/10%；高有4檔可選：90%/95%/98%/99%。
4. DV：有特定的調(diào)光曲線，VIN從0V開始啟動電壓為Va，從高電壓下降的關(guān)斷電壓為Vb，從Va到Vc為平臺期，輸出PWM穩(wěn)定在Duty0，從Vc到9V為線性區(qū)，PWM占空比從Duty0變到99%，VIN超過9V直接從99%變到100%。

七、封裝信息

該芯片采用特定封裝，提供了封裝的尺寸信息，包括A1、A、b、C、D、E1、E、e、L、?等參數(shù)的最小值、正常值和最大值，但此圖僅供一般參考，有關(guān)合適的尺寸、公差、基準等，需參閱JEDEC圖紙MS - 012。

GP9301B/GP9301BM以其出色的性能和豐富的應(yīng)用方案，為電子工程師在模擬信號轉(zhuǎn)PWM信號的設(shè)計中提供了一個優(yōu)秀的選擇。大家在實際應(yīng)用中，可根據(jù)具體需求合理選擇型號和應(yīng)用方案，你在使用類似芯片時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。