TIDA-01576

Diseño de referencia de módulo de entrada analógica de alta precisión con ADC doble de muestreo simu

TIDA-01576

Archivos de diseño

Información general

Este diseño de referencia mide con precisión entradas de tensión y corriente de CA de 16 canales utilizando un convertidor analógico a digital (ADC) de registro de aproximación sucesiva (SAR) de precisión de 16 bits en un amplio rango de entrada. Este rango cubre los requisitos de protección y medición (incluidos los requisitos de muestreo según IEC 61850-9-2), lo que simplifica el diseño del sistema y mejora la repetibilidad del tiempo de disparo, el rendimiento y la fiabilidad. El módulo de entrada analógica de CA (AIM) está aislado del procesador host mediante un aislador digital con un convertidor de alimentación integrado o mediante un aislador digital de seis canales. En su configuración más sencilla, un módulo de entrada analógica de CA (AIM) completo se puede diseñar utilizando solo cinco productos de TI para optimizar el costo y el tamaño del sistema. La función de alarma identifica los módulo de entrada analógica de CA (AIM) a través de muestreo para una detección de fallos más rápida. El convertidor analógico a digital (ADC) tiene un canal auxiliar adicional para diagnosticar la salida de la alimentación del aislador digital o compensar las entradas analógicas medidas por la desviación de temperatura.

Funciones

Basado en un convertidor analógico a digital (ADC) de 16 bits ADS8688A (compatible con ADS8668 o ADS8698) y admite hasta 16 entradas analógicas mediante conexión en cadena de dos convertidores analógico a digital (ADC) o conexión de dos convertidores analógico a digital (ADC) en configuración de salida de datos serie (SDO) dual
El módulo de entrada analógica de CA proporciona un rendimiento espectral de número efectivo de bits (ENOB) de >14.9 bits, relación señal-ruido (SNR) de >91 dB y distorsión armónica total (THD) de >-110 dB con interfaz aislada
La interfaz del convertidor analógico a digital (ADC) está aislada del host para mejorar la seguridad del sistema en condiciones de funcionamiento hostiles mediante un aislador digital ISOW7841 con convertidor de alimentación integrado y proporciona una salida de corriente de >60 mA con eficiencia >=45 % o aislador digital ISO7763 con alimentación aislada externa
Entre las funciones de diagnóstico se incluyen supervisión de salida y ondulación de alimentación, supervisor de tensión, sensor de temperatura integrado y LED para la salida de alimentación y alarma
Placa de procesador de interfaz de host de precisión (PHI) conectada a TIDA-01576 e interfaz gráfica de usuario (GUI) mediante placa de desconexión para una evaluación rápida de rendimiento. Compensación de fase mediante interfaz gráfica de usuario (GUI) para el muestreo simultáneo de muestras de entrada

Industrial

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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.

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Guía de diseño — TIDA-01576

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

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Assembly drawing — TIDA-01576

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Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

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Bill of materials (BOM) — TIDA-01576

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

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CAD/CAE symbol — TIDA-01576

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

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Gerber file — TIDA-01576

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

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PCB layout — TIDA-01576

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

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Schematic — TIDA-01576

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Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Semiconductores

LM35 — Sensor de temperatura analógico de alta tensión de 1 C, 10 mV/C

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Amplificadores operacionales de precisión (Vos < 1 mV)

OPA2188 — Amplificador operacional de 0,03 µV/°C, 6 µV Vos, bajo ruido, salida de carril a carril, 36 V de der

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Diodos TVS

TVS3300 — Dispositivo de protección contra sobretensiones de abrazadera plana de 33V

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ADC de precisión

ADS8678 — ADC SAR de 14 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación 5 V desactivada

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ADC de precisión

ADS8698 — ADC SAR de 18 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación 5 V desactivada

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Interruptores de carga

TPS22944 — Interruptor de carga de 5.5 V, 0.1 A, 500 mΩ con límite de corriente y activación de activa alta

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Amplificadores de instrumentación

INA188 — Amplificador de instrumentación de 36 V, deriva cero y salida de carril a carril

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Módulos de alimentación aislados (transformador integrado)

UCC12050 — Convertidor CC-CC aislado de 5 kVrms, alta eficiencia y 500 mW

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Controladores para transformadores

SN6505B — Controlador de transformador de bajo ruido, 1 mA, 420 kHz para fuentes de alimentación aisladas con

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ADC de precisión

ADS8688A — ADC SAR de 16 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación de 5 V y VREF de

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Referencias de tensión en serie

REF6041 — Referencia de tensión de alta precisión de 4.096 V y 5 ppm/°C con búfer integrado y pin de activació

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A39 — Regulador de tensión de caída baja positiva y negativa de doble canal de 150 mA, 33 V, ruido bajo y

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Sensores de temperatura analógicos

LMT70 — Sensor de temperatura analógico de 0,1C, -5,19 mV/C, pares coincidentes de alta precisión, pin de ha

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Amplificadores de propósito general

OPA2171 — Amplificador operacional doble, 36 V, 3 MHz, de baja potencia

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ADC de precisión

ADS8686S — ADC de doble muestreo simultáneo de 16 bits, 1 MSPS y 16 canales con extremo frontal analógico integ

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ADC de precisión

ADS8688 — ADC SAR de alimentación simple, 16 bits, 500 kSPS y 8 canales con rangos de entrada bipolar

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Circuitos integrados de restablecimiento y vigilancia

TPS3836 — Supervisores de nanopotencia, activos-bajo, con inserción y extracción y reinicio manual

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS709 — Regulador de tensión de caída baja de 150 mA, 30 V e IQ ultrabajo con protección de corriente invers

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Referencias de tensión en serie

REF50 — Referencia de tensión de precisión de VIN amplia, bajo ruido y deriva muy baja

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Controladores y alimentación para pantallas LCD y OLED

TPS65131 — Convertidor de carril dividido con salidas dobles, positivas y negativas (750 mA típ.)

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Módulos de alimentación aislados (transformador integrado)

UCC12040 — Convertidor CC-CC aislado de 3 kVrms, alta eficiencia y 500 mW

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

REG71055 — Bomba de carga reductora/elevadora de 60 mA y 5.5 V en ThinSOT-23

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Aisladores digitales

ISO7820 — Aislador digital reforzado doble canal, 2/0 con aislamiento nominal más alto

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ADC de precisión

ADS8668 — ADC SAR de 12 bits, 500 kSPS y 8 canales con entradas bipolares con alimentación 5 V desactivada

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A49 — Regulador de tensión de caída baja ajustable de 150 mA, 36 V, ruido bajo, PSRR alto, con activación

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS791 — Regulador de tensión de caída baja de 100 mA, ruido bajo con activación

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Semiconductores

ISO7762 — Aislador digital reforzado de seis canales, 4/2, con EMC resistente

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Aisladores de señal con alimentación integrada

ISOW7841 — Aislador digital reforzado de canal cuádruple, 3/1, con alimentación integrada

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Aisladores digitales

ISO7763 — Aislador digital reforzado de seis canales, 3/3, con EMC resistente

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A47 — Regulador de tensión de 1 A, 36 V, bajo ruido, alto PSRR y baja caída de tensión con activación

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MOSFET

CSD17571Q2 — MOSFET de potencia NexFET™ de 30 V y canal N, SON simple de 2 mm x 2 mm, 29 mOhm

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Aisladores digitales

ISO7720 — Aislador digital reforzado doble canal, 2/0, con EMC resistente

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Aisladores digitales

ISO7841 — Aislador digital reforzado de canal cuádruple, 3/1 con aislamiento nominal más alto

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Documentación técnica

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	Tipo	Título		Fecha
*	Guía de diseño	High-Accuracy Analog Input Mod RefDes 16-bit 1-MSPS Dual Simul (Rev. A)	PDF \| HTML	22/04/2020
	Product overview	Isolated Power Topologies for PLC I/O Modules and Other Low-Power Applications (Rev. A)	PDF \| HTML	20/08/2024
	Artículo técnico	Interfacing multiple ADCs to a single processor for grid protection and control	PDF \| HTML	13/09/2018

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