TIDA-01576

具有 16 位元 1-MSPS 雙同步取樣 ADC 的高準確度類比輸入模組參考設計

TIDA-01576

設計檔案

概覽

此參考設計在廣泛輸入範圍內,使用精密 16 位元 SAR ADC 準確測量 16 通道 AC 電壓及電流輸入。此範圍涵蓋保護與測量要求 (包括 IEC 61850-9-2 的取樣要求),可簡化系統設計並提升跳脫時間重複性、性能與可靠性。AC 類比輸入模組 (AIM) 使用具有整合電源轉換器或採用六通道的數位隔離器,與主機處理器隔離。在最簡單的配置中,完整的 AC AIM 只需使用五種 TI 產品即可設計,進而實現系統成本與尺寸最佳化。警報功能會以取樣方式識別 AC AIM 故障,以加快故障偵測速度。ADC 具有額外的輔助通道,可診斷數位隔離器電源的輸出,或補償量測類比輸入的溫度漂移。

特點
  • 以 ADS8688A 16 位元 ADC 為基礎 (相容於 ADS8668 或 ADS8698),並透過菊鏈連接兩個 ADC,或是連接雙 SDO 輸出配置中的兩個 ADC,支援多達 16 個類比輸入
  • AC 類比輸入模組具備隔離式介面,可提供 > 14.9 位元 ENOB 的頻譜性能、> 91 DB 的 SNR,以及 > -110 DB 的 THD
  • ADC 介面與主機隔離,以使用含整合式電源轉換器的 ISOW7841 數位隔離器提升惡劣操作條件下的系統安全,並提供效率 >= 45 % 的 > 60mA 電流輸出,或具有外部隔離電源的 ISO7763 數位隔離器
  • 診斷功能包括監控電源輸出和漣波、電壓監控器、板載溫度感測器、,用於電源和警報輸出的 LED
  • PHI 精密主機介面處理器板使用斷路板連接至 TIDA-01576 和 GUI ,以進行快速性能評估。  使用 GUI 進行輸入取樣同步取樣的相位補償
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已開發完全組裝的電路板,僅供測試與性能驗證,且為非賣品。

設計檔案與產品

設計檔案

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TIDUDP7A.PDF (1831 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

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元件配置的詳細設計佈線圖概觀

TIDRUC6A.ZIP (547 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

TIDRUC9A.ZIP (10839 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

TIDCE73A.ZIP (3565 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

TIDRUC8A.ZIP (5413 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

TIDRUC5A.ZIP (2094 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

半導體

LM351C 高電壓類比溫度感測器、10 mV/C

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精密運算放大器 (Vos<1mV)

OPA21880.03µV/°C、6µV Vos、低雜訊、軌至軌輸出、36V 零漂移運算放大器

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TVS 二極體

TVS330033V 平箝制突波保護裝置

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精確 ADC

ADS8678具有雙極輸入關閉 5V 電源的 14 位元 500kSPS 8 通道 SAR ADC

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精確 ADC

ADS8698具有雙極輸入關閉 5V 電源的 18 位元 500kSPS 8 通道 SAR ADC

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負載開關

TPS22944具電流限制和啟用高電位作動的 5.5V、0.1-A、500-mΩ 負載開關

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儀器放大器

INA18836-V、零漂移軌對軌輸出儀器放大器

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隔離式電源模組 (整合式變壓器)

UCC12050500-mW、高效率、5-kVRMS 隔離式 DC/DC 轉換器

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變壓器驅動器

SN6505B適用於隔離式電源供應器且具有緩啟動功能的低雜訊 1-A,420-kHz 變壓器驅動器

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精確 ADC

ADS8688A具雙極輸入的 16 位元 500kSPS 8 通道 SAR ADC,使用 5V 電源和低漂移 VREF

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串聯電壓參考

REF6041具有整合式緩衝器和致能針腳的 4.096V 5ppm/°C 高精度電壓參考

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS7A39150-mA、33-V、低雜訊、高 PSRR、雙通道正負低壓降電壓穩壓器

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類比溫度感測器

LMT700.1C 類比溫度感測器、-5.19 mV/C、高精度配對、輸出啟用針腳

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一般用途運算放大器

OPA2171雙路、36-V、3-MHz、低功耗運算放大器

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精確 ADC

ADS8686S具有整合式類比前端 (AFE) 的 16 通道 16 位元 1-MSPS 雙同時取樣 ADC

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精確 ADC

ADS8688具雙極輸入範圍的 16 位元 500kSPS 8 通道單電源 SAR ADC

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重設與看門狗 IC

TPS3836具有手動重設功能的低電位作動、推拉式、奈米功率監控器

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS709具反向電流保護的和啟用功能的 150-mA、30-V、超低 IQ、低壓降電壓穩壓器

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串聯電壓參考

REF50低雜訊、極低漂移、寬 VIN 精密電壓參考

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LCD 及 OLED 顯示器電源和驅動器

TPS65131具有雙路、正和負輸出的分軌轉換器 (750mA typ)

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隔離式電源模組 (整合式變壓器)

UCC12040500 mW、高效率 3 kVrms 隔離式 DC-DC 轉換器

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AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

REG71055採用 ThinSOT-23 的 60-mA、5.5V、降壓/升壓電荷泵

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數位隔離器

ISO7820最高隔離額定值、雙通道、2/0、強化型數位隔離器

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精確 ADC

ADS8668具有雙極輸入關閉 5V 電源的 12 位元 500kSPS 8 通道 SAR ADC

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS7A49具啟用功能的 150-mA、36-V、低雜訊、高 PSRR 可調式低壓降電壓穩壓器

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS791具有啟用功能的 100-mA、低雜訊、低壓差電壓穩壓器

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半導體

ISO7762穩健 EMC、六通道、4/2、強化型數位隔離器

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含整合式功率的訊號隔離器

ISOW7841具有整合式電源的四通道、3/1、強化型數位隔離器

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數位隔離器

ISO7763穩健 EMC、六通道、3/3、強化型數位隔離器

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線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TPS7A47具有啟用功能的 1A、36V、低雜訊、高 PSRR、低壓差電壓穩壓器

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MOSFET

CSD17571Q230-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 2 mm x 2 mm、29 mOhm

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數位隔離器

ISO7720穩健 EMC、雙通道、2/0、強化型數位隔離器

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數位隔離器

ISO7841最高隔離額定值、四通道、3/1、強化型數位隔離器

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