TIDA-01214

采用 16 位 ADC 和数字隔离器的隔离式高精度模拟输入模块参考设计

TIDA-01214

设计文件

概述

该参考设计使用精密 16 位 SAR ADC 在宽输入范围上提供精确的交流电压和电流输入测量,涵盖保护和测量范围(包括 IEC 61850-9-2 采样要求),可简化系统设计并提高跳闸时间性能和可靠性。通过使用带集成电源的数字隔离器将模拟输入模块 (AIM) 与主机处理器相隔离。为了实现功能有限和成本优化的设计方法,可以仅使用三种 TI 产品来设计交流 AIM,以降低系统成本并缩减电路板尺寸。警报功能可基于样本确定交流模拟输入故障,从而更快地检测故障。ADC 具有额外的辅助通道,用于诊断数字隔离器的电源输出。具有增益放大器的 12 位 ADS8668 ADC 可以通过使用可编程内部范围增大动态范围,从而进一步优化系统成本。

特性
  • 该参考设计基于 ADS8688A 16 位 SAR ADC,支持通过菊花链测量多达 16 个模拟输入
  • 使用具有集成电源转换器的 ISOW7841(提供大于 60mA 的电流输出,效率 ≥ 45%),使 ADC 接口与主机隔离,以提高严苛工作条件下的安全性
  • 交流 AIM 提供大于 14.9 位的 ENOB、大于 91dB 的 SNR 以及大于 –110dB 的 THD
  • 具有前端增益放大器的 12 位 ADC8668,可在成本优化的应用中增大低电压输出传感器的动态范围
  • 用于 ISOW7841 输入端的负载开关,可在输出过载期间保护交流 AIM
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

ZHCU311A.PDF (1210 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRSJ3.ZIP (1254 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRSJ4.ZIP (520 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDRSJ5.ZIP (716 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRSJ7.ZIP (7943 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCDT0.ZIP (2975 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRSJ6.ZIP (4008 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LM27762带有集成 LDO 的低噪声正负输出电荷泵

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LM50013.1V 至 75V 宽输入电压、1A 电流模式非同步开关模式稳压器

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

REG71055采用 ThinSOT-23 封装的 60mA、5.5V 降压/升压电荷泵

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

TPS60241具有 5.0V 固定输出、适用于 VCO 电源的 170uVrms 零纹波开关电容升压转换器

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

TPS60403具有 250kHz 固定工作频率的 60mA 电荷泵电压反向器

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

TPS61040采用 SOT-23 封装的 28V、400mA 开关升压转换器,适用于 LCD 和白光 LED 应用

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MOSFET

CSD17571Q2采用 2mm x 2mm SON 封装的单通道、29mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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Precision ADCs

ADS8668采用 5V 电源并具有双极性输入的 12 位、500kSPS 8 通道 SAR ADC

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Precision ADCs

ADS8678采用 5V 电源并具有双极性输入的 14 位、500kSPS 8 通道 SAR ADC

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Precision ADCs

ADS8688具有双极输入范围的 16 位 500kSPS 8 通道单电源 SAR ADC

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Precision ADCs

ADS8688A采用 5V 电源和低温漂 VREF 的 16 位 500kSPS 双极输入 8 通道 SAR ADC

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Precision ADCs

ADS8698采用 5V 电源并具有双极性输入的 18 位、500kSPS 8 通道 SAR ADC

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串联电压基准

REF50404.096V、3µVpp/V 噪声、3ppm/°C 温漂、精密串联电压基准

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串联电压基准

REF6041具有集成缓冲器和使能引脚的 4.096V、5ppm/°C 高精度电压基准

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仪表放大器

INA333低功耗、零漂移、精密仪表放大器

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变压器驱动器

SN6505B适用于隔离电源的低噪声、1A、420kHz 变压器驱动器

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同相缓冲器和驱动器

SN74LVC1G17具有施密特触发输入的 1.65V 至 5.5V 单路缓冲器

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带有集成电源的信号隔离器

ISOW7841具有集成电源的四通道、3/1、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7741EMC 性能优异的四通道、3/1、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7841高隔离额定值、四通道、3/1、增强型数字隔离器

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模拟温度传感器

LMT70具有高精度匹配对和输出使能引脚的 -5.19mV/C、0.1C 模拟温度传感器

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比较器

TLV3012具有基准电压的低功耗比较器(推挽)

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监控器和复位 IC

TPS3808具有可编程延迟和手动复位功能的低静态电流监控器

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监控器和复位 IC

TPS3836具有手动复位功能的低功耗、推挽式、毫微功耗监控器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA320高精度、零交叉、20MHz、0.9pA Ib、RRIO、CMOS 运算放大器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA376精密 (0.025mV)、低噪声 (7.5nV/rtHz)、低静态电流 (760uA) 运算放大器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA41800.1 μV/C 温漂、四通道、低噪声、轨到轨、36V 零温漂运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS717具有使能功能的 150mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS723具有使能功能的 200mA、负电压、可调节低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS791具有使能功能的 100mA、低噪声、低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A49具有使能功能的 150mA、36V、低噪声、高 PSRR、可调节低压降稳压器

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负载开关

TPS22944使能端高电平有效、具有电流限制的 5.5V、0.1A、500mΩ 负载开关

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通用运算放大器

OPA322单路、5.5V、20MHz、65mA 输出电流、低噪声 (8.5nV/√Hz) 运算放大器

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
设计指南 采用 16 位 ADC 的隔离式高精度模拟输入模块参考设计 (Rev. A) 英语版 (Rev.A) 2018年 8月 28日

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