TIDA-01214

Diseño de referencia de módulo de entrada analógica de alta precisión aislado con ADC de 16 bits y a

TIDA-01214

Archivos de diseño

Información general

Este diseño de referencia proporciona mediciones precisas de las entradas de tensión y corriente de CA utilizando un convertidor analógico a digital (ADC) de registro de aproximación sucesiva (SAR) de precisión de 16 bits en un amplio rango de entrada, que cubre protección y rango de medición (incluidos los requisitos de muestreo de IEC 61850-9-2), simplifica el diseño del sistema y mejora el rendimiento y la fiabilidad del tiempo de disparo. El módulo de entrada analógica (AIM) está aislado del procesador host mediante un aislador digital con alimentación integrada. Para un enfoque de diseño de función limitada y costo optimizado, un módulo de entrada analógica de CA (AIM) se puede diseñar utilizando solo tres productos de TI, lo que reduce el costo del sistema y el tamaño de la placa. La función de alarma identifica las fallas de entrada analógica de CA a través de muestreo para una detección de fallas más rápida. El convertidor analógico a digital (ADC) dispone de un canal auxiliar adicional para diagnosticar la salida de alimentación del aislador digital. Un convertidor analógico a digital (ADC) ADS8668 de 12 bits con un amplificador de ganancia puede aumentar el rango dinámico mediante el uso de rangos internos programables, lo que optimiza aún más el costo del sistema.

Funciones
  • Este diseño de referencia se basa en el convertidor analógico a digital (ADC) de registro de aproximación sucesiva (SAR) ADS8688A de 16 bits y admite la medición de hasta 16 entradas analógicas mediante encadenamiento
  • Interfaz de convertidor analógico a digital (ADC) aislada del host para mejorar la seguridad en condiciones de funcionamiento hostiles mediante el ISOW7841 con convertidor de alimentación integrado que proporciona una salida de corriente de >60 mA con una eficiencia del ≥45 %
  • EL módulo de entrada analógica (AIM) de CA proporciona número efectivo de bits (ENOB) de >14.9 bits, relación señal-ruido (SNR) de >91 dB y distorsión armónica total (THD) de >-110 dB
  • ADC8668 de 12 bits con amplificador de ganancia frontal para aumentar el rango dinámico de sensores de salida de baja tensión en aplicaciones de costo optimizado
  • Interruptor de carga utilizado en la entrada de ISOW7841 para proteger el módulo de entrada analógica (AIM) de CA durante la sobrecarga de salida
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Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

Archivos de diseño

Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

TIDUD64A.PDF (929 KB)

Descripción general del diseño de referencia y datos de las pruebas de rendimiento verificadas

TIDRSJ5.ZIP (716 KB)

Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

TIDRSJ4.ZIP (520 KB)

Lista completa de componentes de diseño, designadores de referencia y números de fabricantes/piezas

TIDRSJ7.ZIP (7943 KB)

Archivos para modelos 3D o dibujos 2D de componentes de IC

TIDCDT0.ZIP (2976 KB)

Fichero de diseño que contiene información sobre la capa física de la PCB de diseño

TIDRSJ6.ZIP (4009 KB)

Archivo de trazado de capas de PCB para generar el trazado del diseño de PCB

TIDRSJ3.ZIP (1254 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

TPS60403Inversor de tensión de bomba de carga de 60 mA con funcionamiento fijo de 250 kHz

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS717Regulador de tensión de caída baja, alta PSRR, baja IQ, 150 mA con activación

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Búferes y controladores no inversores

SN74LVC1G17Búfer único de 1.65 V a 5.5 V con entradas de disparador Schmitt

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ADC de precisión

ADS8678ADC SAR de 14 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación 5 V desactivada

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Amplificadores operacionales de precisión (Vos < 1 mV)

OPA376Amp op de precisión (0,025 mV), bajo ruido (7,5 nV/rtHz), baja corriente de reposo (760 uA)

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ADC de precisión

ADS8698ADC SAR de 18 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación 5 V desactivada

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Amplificadores operacionales de precisión (Vos < 1 mV)

OPA4180Amplificador operacional de bajo ruido, carril a carril, con deriva cero de 0,1 uV/C, cuádruple, 36V

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Load switches

TPS22944Interruptor de carga de 5.5 V, 0.1 A, 500 mΩ con límite de corriente y activación de activa alta

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Comparadores

TLV3012Comparador de baja potencia con referencia (inserción y extracción)

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Controladores para transformadores

SN6505BControlador de transformador de bajo ruido, 1 mA, 420 kHz para fuentes de alimentación aisladas con

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ADC de precisión

ADS8688AADC SAR de 16 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación de 5 V y VREF de

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

LM5001Regulador de modo de interruptor no síncrono con modo de corriente de Vin amplia de 3.1 V-75 V y 1 A

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Referencias de tensión en serie

REF6041Referencia de tensión de alta precisión de 4.096 V y 5 ppm/°C con búfer integrado y pin de activació

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

TPS61040Convertidor elevador de 28 V e interruptor de 400 mA en SOT-23 para aplicaciones LCD y LED blanco

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Sensores de temperatura analógicos

LMT70Sensor de temperatura analógico de 0,1C, -5,19 mV/C, pares coincidentes de alta precisión, pin de ha

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ADC de precisión

ADS8688ADC SAR de alimentación simple, 16 bits, 500 kSPS y 8 canales con rangos de entrada bipolar

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Amplificadores operacionales de precisión (Vos < 1 mV)

OPA320Amplificador operacional CMOS de precisión, de cruce por cero, 20 MHz, 0,9 pA Ib, RRIO

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS723Regulador de tensión de caída baja, ajustable y negativo de 200 mA con activación

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Amplificadores de propósito general

OPA322Amplificador operacional simple, 5,5 V, 20 MHz, corriente de salida de 65 mA, bajo ruido (8,5 nV/√Hz

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Circuitos integrados de restablecimiento y vigilancia

TPS3836Supervisores de nanopotencia, activos-bajo, con inserción y extracción y reinicio manual

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Amplificadores de instrumentación

INA333Amplificador de instrumentación de precisión, cero deriva y baja potencia

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Referencias de tensión en serie

REF50Referencia de tensión de precisión de VIN amplia, bajo ruido y deriva muy baja

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

LM27762Bomba de carga de salida positiva y negativa de bajo ruido con LDO integrado

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

REG71055Bomba de carga reductora/elevadora de 60 mA y 5.5 V en ThinSOT-23

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

TPS60241Convertidor boost de tapa conmutada y sin rizado de 170 uVrms con sal. fija de 5.0 V para alim. VCO

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ADC de precisión

ADS8668ADC SAR de 12 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación 5 V desactivada

Hoja de datos: PDF | HTML
Circuitos integrados de restablecimiento y vigilancia

TPS3808Supervisor de corriente quiescente baja con retardo programable y reinicio manual

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS791Regulador de tensión de caída baja de 100 mA, ruido bajo con activación

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A49Regulador de tensión de caída baja ajustable de 150 mA, 36 V, ruido bajo, PSRR alto, con activación

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Aisladores de señal con alimentación integrada

ISOW7841Aislador digital reforzado de canal cuádruple, 3/1, con alimentación integrada

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Aisladores digitales

ISO7741Aislador digital reforzado de canal cuádruple, 3/1, con EMC resistente

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Aisladores digitales

ISO7841Aislador digital reforzado de canal cuádruple, 3/1 con aislamiento nominal más alto

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MOSFET

CSD17571Q2MOSFET de potencia NexFET™ de 30 V y canal N, SON simple de 2 mm x 2 mm, 29 mOhm

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Documentación técnica

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Tipo Título Descargar la versión más reciente en inglés Fecha
* Guía de diseño Isolated, High-Accuracy Analog Input Module Reference Design Using 16-Bit ADC (Rev. A) 17/08/2018

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