PDF《电路笔记 CN-0376》

2 = 1.65 V的偏置电压.热电偶电 压在AIN1和AIN3之间测量,因为热电偶信号非常小,通 常推荐使用32倍或64倍的PGA增益. 冷结补偿使用10 kΩ NTC热敏电阻.基准电压激励VREF 从REFOUT获得,并且串联一个精密低漂移5.62 kΩ电阻接地. NTC电阻值可以通过下式计算: 其中: VNTC 为AIN1和AIN3之间测得的电压. VREF 为AD7124-4 REFOUT提供的基准电压. 端子板与NTC温度传感器之间的温度差会直接影响热电偶 输入的温度读数.因此,NTC热敏电阻必须尽可能靠近端 子板放置,使热耦合最大. 为实现所需精度,热电偶和NTC必须由主机控制器通过软 件进行线性化,参见电路笔记CN-0384. 诊断 AD7124-4提供多种系统级诊断功能,包括: ? 基准电压检测 ? 输入过压/欠压检测 ? SPI通信的CRC ? 存储器映射的CRC ? SPI读/写检查 这些诊断功能对输入通道中可能发生的故障实现了高水平 覆盖. 隔离 数据通道利用四通道微功耗隔离器ADuM1441隔离,能效 很高.ADuM1441采用5 mm * 6.2 mm、16引脚小型QSOP封装(30 mm2 ). ADuM5010是一款完整的隔离开发转换器,利用isoPower技 术为电路提供电源隔离.ADuM5010采用7.4 mm * 7.5 mm、 20引脚小型SSOP封装(56.25 mm2 ). CN-0376 Rev.

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7 图4. 带铁氧体磁珠和去耦电容的isoPower电路 图5. 电源电路(原理示意图,未显示所有连接) GNDP VDDP VISO VSEL GNDISO R1 10k? FERRITE ADuM5010 FERRITE R2 16.9k? 0.1?F 3.3V 0.1?F 10?F 10?F ISOLATED 3.3V 13011-004 +3.3V BST SS/TRK FREQ SW ADP2441 FB COMP VIN PGND VCC AGND 13011-005 61.9k? 10?F 0.1?F 10nF COILCRAFT LPS6235-223MLC 22?H 2.2?F FERRITE 330? FERRITE 330? TVS SMBJ36CA 36V FUSE 0.2A DIODE 40V 4.5V TO 36V GND FIELD SUPPLY 32.4k? 13.7k? 294k? 10nF 1nF 0.6V 图4所示为ADuM5010电路详情.电源副边使用铁氧体磁珠 来抑制潜在的电磁干扰(EMI)辐射.铁氧体磁珠(Murata BLM18HK102SN1)专门针对100 MHz至1 GHz的高阻抗而选 择.还使用了10 μF和0.1 μF去耦电容.铁氧体磁珠和电容均 通过短走线连接到ADuM5010引脚,以使寄生电感和电阻 最小. 拼接电容已维持最小面积,因为铁氧体磁珠已大幅降低辐 射.ADuM5010电源、GND引脚和铁氧体磁珠之间的PCB 区域应消除任何接地层或走线,以尽量减少高频噪声容性 耦合到接地层.有关控制isoPower器件辐射的更多信息, 参见AN-0971应用笔记. 根据ADuM5010数据手册选择R1和R2反馈电阻以选用3.3 V 输出. 每通道功耗 ADuM5010由控制器侧电源供电,典型功耗为3.3 mA. ADuM5010满载时的效率仅为27%,因此,尽量减少现场 侧的电流消耗会对通道的能效产生重大影响. AD7124-4功耗约为994 μA(全功率模式、增益 =

32、TC偏置、诊断和内部基准电压源使能).利用中功率或低功耗模 式可以显著降低AD7124-4的功耗. 对于ADuM1441,空闲时现场侧总功耗约为7.2μA,以2Mbps 工作时为552μA.如果接口在1/8的时间里有效,则ADuM1441 的总功耗为(552 μA * 0.125) + (7.2 μA *0.875) = 75.3 μA. 当以全功率模式工作、增益为

32、内部基准电压源和TC偏 置使能时,一个输入通道的实测功耗为7.9 mA(来自控制器 侧3.3 V电源). 电源电路 评估板由4.5 V至36 V直流电源供电,利用板上开关稳压器向 系统提供3.3 V电源,如图5所示.EVAL-SDP-CB1Z系统演示 平台(SDP)板为数字接口提供经调节的3.3 V电压. ADP2441包括可编程软启动、调节输出电压、开关频率和 电源良好指示等特性.这些特性通过外部小型电阻和电容 编程.ADP2441还包括多种保护特性,如带迟滞的欠压闭 锁(UVLO)、输出短路保护和热关断等.