TIDA-01214

16 ビット ADC とデジタル・アイソレータを使用する絶縁型、高精度アナログ入力モジュールのリファレンス・デザイン

TIDA-01214

設計ファイル

概要

This reference design provides accurate measurements of AC voltage and current inputs using a precision 16-bit SAR ADC over a wide input range, covering protection and measurement range (including sampling requirements of IEC 61850-9-2), simplifying system design and improving trip time performance and reliability. The analog input module (AIM) is isolated from the host processor using a digital isolator with an integrated power. For a limited function and cost optimized  design approach, An AC AIM can be designed using only three TI products, reducing system cost and board size. The alarm feature identifies the AC analog input faults on a sample basis for faster fault detection. The ADC has an additional auxiliary channel to diagnose the supply output of the digital isolator. A 12-bit ADS8668 ADC with a gain amplifier can increase the dynamic range by using programmable internal ranges, further optimizing the system cost.

特長
  • This reference design is based on ADS8688A 16-bit SAR ADC and supports measurement of up to 16 analog inputs by daisy chaining
  • ADC interface isolated from host for improved safety in harsh operating conditions using ISOW7841 with integrated power converter providing current output of > 60 mA with efficiency ≥ 45%
  • AC AIM provides ENOB of > 14.9 bits, SNR of > 91 dB, and THD of > –110 dB
  • 12-bit ADC8668 with front-end gain amplifier for increasing dynamic range of low-voltage output sensors in cost-optimized applications
  • Load switch used at input of ISOW7841 to protect AC AIM during output overload

組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU354A.PDF (6702 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDRSJ3.ZIP (1254 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDRSJ4.ZIP (520 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRSJ5.ZIP (716 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRSJ7.ZIP (7943 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCDT0.ZIP (2975 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDRSJ6.ZIP (4008 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

N チャネル MOSFET

CSD17571Q22mm x 2mm のシングル SON 封止、29mΩ、30V、N チャネル NexFET™ パワー MOSFET

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アナログ温度センサ

LMT70高精度マッチング・ペアの形で供給、出力イネーブル・ピン搭載、-5.19mV/℃、0.1℃ 精度のアナログ温度センサ

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コンパレータ

TLV3012リファレンス搭載、低消費電力コンパレータ (プッシュプル)

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シリーズ電圧リファレンス

REF50404.096V、3μVpp/V のノイズ、3ppm/℃ のドリフト、高精度のシリーズ・リファレンス電圧

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シリーズ電圧リファレンス

REF6041バッファ内蔵、イネーブル・ピン搭載、4.096V、5ppm/℃ の高精度電圧リファレンス

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スーパーバイザとリセット IC

TPS3808プログラマブル遅延機能と手動リセット機能搭載、低静止電流スーパーバイザ

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スーパーバイザとリセット IC

TPS3836手動リセット機能搭載、アクティブ・ロー、プッシュプル、ナノパワー・スーパーバイザ

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チャージ・ポンプ (インダクタレス)

LM27762LDO 内蔵、低ノイズ、正 / 負出力のチャージ・ポンプ

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チャージ・ポンプ (インダクタレス)

REG71055ThinSOT-23 封止、60mA、5.5V、昇降圧チャージ・ポンプ

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チャージ・ポンプ (インダクタレス)

TPS602415.0V の固定出力、VCO 電源向け、170μVrms、ゼロ・リップル、スイッチト・キャパシタ、昇圧コンバータ

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チャージ・ポンプ (インダクタレス)

TPS60403固定的な 250kHz 動作、60mA チャージ・ポンプ電圧インバータ

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デジタル・アイソレータ

ISO7741信頼性の高い EMC 特性、クワッドチャネル、3/1、強化絶縁型デジタル・アイソレータ

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デジタル・アイソレータ

ISO7841最高絶縁定格、クワッドチャネル、3/1、強化絶縁型デジタル・アイソレータ

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トランス・ドライバ

SN6505Bソフト・スタート機能搭載、絶縁型電源向け、低ノイズ、1A、420kHz トランス・ドライバ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS717イネーブル搭載、150mA、高 PSRR、低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS723イネーブル搭載、200mA、負電圧、調整可能な低ドロップアウト電圧レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS791イネーブル搭載、100mA、低ノイズ、低ドロップアウト電圧レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS7A49イネーブル搭載、150mA、36V、低ノイズ、高 PSRR、調整可能な低ドロップアウト電圧レギュレータ

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ロード・スイッチ

TPS22944電流制限機能とアクティブ・ハイのイネーブル搭載、5.5V、0.1A、500mΩ のロード・スイッチ

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昇圧コンバータ (スイッチ内蔵)

LM50013.1 ~ 75V の広い入力電圧範囲 (Vin)、1A、電流モード、非同期整流スイッチ・モード・レギュレータ

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昇圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS61040SOT-23 封止、LCD と白色 LED アプリケーション向け、28V、400mA スイッチの昇圧コンバータ

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汎用オペアンプ

OPA322Single, 5.5-V, 20-MHz, 65-mA output current, low noise (8.5-nV/√Hz) operational amplifier

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計測アンプ

INA333低電力、ゼロドリフト、高精度計測アンプ

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電源内蔵の信号アイソレータ

ISOW7841電源内蔵、クワッドチャネル、3/1、強化絶縁型デジタル・アイソレータ

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非反転バッファとドライバ

SN74LVC1G17シュミット・トリガ入力、シングル、1.65V ~ 5.5V バッファ

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高精度 ADC (10MSPS 以下)

ADS86685V 電源電圧の供給でバイポーラ入力に対応、12 ビット、500kSPS、8 チャネル SAR ADC

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高精度 ADC (10MSPS 以下)

ADS86785V 電源電圧の供給でバイポーラ入力に対応、14 ビット、500kSPS、8 チャネル SAR ADC

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高精度 ADC (10MSPS 以下)

ADS8688バイポーラ入力範囲に対応、16 ビット、500kSPS、8 チャネル、単一電源電圧、SAR ADC

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高精度 ADC (10MSPS 以下)

ADS8688A5V 電源電圧使用でバイポーラ入力に対応、低ドリフト VREF 搭載、16 ビット、500kSPS、8 チャネル SAR ADC

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高精度 ADC (10MSPS 以下)

ADS86985V 電源電圧の供給でバイポーラ入力に対応、18 ビット、500kSPS、8 チャネル SAR ADC

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高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA320高精度、ゼロクロスオーバ、20MHz、0.9pA Ib、PRIO、CMOS オペアンプ

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高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA376高精度 (0.025mV)、低ノイズ (7.5nV/rtHz)、低静止電流 (760μA) オペアンプ

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高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA41800.1μV/℃ のドリフト、クワッド、低ノイズ、レール・ツー・レール、36V、ゼロドリフト・オペアンプ

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技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
設計ガイド 16 ビット ADC 使用、絶縁型高精度アナログ入力モジュールのリファレンス・デザイン (Rev. A 翻訳版) 英語版をダウンロード (Rev.A) 2018年 9月 7日

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