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多路复用系统的多通道单转换器架构解决方案

电子设计 2020-06-30 07:53 次阅读

如今的电力管理和工业自动化应用常常需要将多个传感器测量数据送到本地的嵌入式处理器来实时处理,这些嵌入式处理器则针对特定应用的需求进行了优化。

正如本文所讨论的那样,先进的混合信号soc的演变有助于推进电力行业向固态计量变迁,与此同时还降低了成本并通过多相多通道处理技术改进了防止篡改读数的功能。目前,这些相同的基础性混合信号soc架构还在为更低成本、更高性能的能量管理、过程控制和工业自动化应用提供更有效的解决方案。

早期的固态电表设计要用多片ic来完成所需的功能组合。例如,一个微控制器负责管理和控制任务,同时由多个a/d转换器处理计量功能。随后是进一步的集成,大的电表制造商独立地开发了专有的asic来处理a/d转换。然而,新的计 量需求的持续演变再加上竞争压力使依赖固定功能asic与通用微控制器组合的缺点及不灵活性暴露无遗。

伴随着高集成度混合信号soc设计的问世,电表设计出现了一个大跃进,电表制造商获得了实现高性能、低成本计量应用的单芯片可编程解决方案,同时仍然为产品的差异化提供了充分的机会。

除了单芯片soc集成的固有好处外,获得成功的一个关键因素是混合信号a/d转换和多通道集成功能的设计。例如,teridian公司的71m651x架构中的专利技术single converter technology(单转换器技术)使用了一个21位的二阶δ-∑型a/d转换器,它最多可处理7路模拟输入并有一个可编程计算引擎(ce)。这个32位的ce接收并处理来自该21位a/d转换器的所有传感器数据,而且它的运行独立于负责更高级系统管理和外部接口任务的片上8位微控制器内核。这种功能的划分使得混合信号计量子系统可以提供高速度、高可靠性和出色的动态量程,同时没有外部中断的负担或不必要的处理额外开销(参见图1)。

业界的经验已经表明,与为每个通道专门分配一个a/d转换器的架构相比,多路复用的系统一般能提供最低的成本。不过,多路复用的系统是采用开关电路来扫描许多条输入通道,轮流采样每条通道以便由单一的a/d转换器来处理有关数据。多路复用向系统设计人员提供了增益的一致性、偏置的一致性,降低了通道之间的串扰,因而是一种设计灵活和成本较低的解决方案。

一个多路复用的方法尤其适合于具有多个独立输入信号但其性质类似的应用,如电力测量和许多工业自动化应用,包括过程控制传感器测量和电机控制。一个关键的需求就是保存各个通道之间的相位信息,以便使一个多路复用系统中的ce能对不同通道完成“同步”测量。此外,与为每个通道专门分配单独的a/d转换器的架构相比,单转换器技术提供了较低的通道之间串扰,这是电力测量应用中的一个关键优势。

混合信号、多通道soc架构的固有灵活性可被充分用于实现各种高级计量功能,从1相/2输入的基本住宅电力计量一直到3相/7输入的高端商用电力表。它可以通过编程补偿内部和/或外部温度波动并支持有功功率、无功功率、rms和其它测量功能,几乎涉及各种传感器输入的任意组合,包括电阻分路器电流变压器或rogowski线圈。

多路复用系统的多通道单转换器架构解决方案

图1:teridian的71m651x架构是一个典型的多路复用系统

这种灵活性使得仪表制造商和电力供应公司进一步降低成本,它们可以让智能计量引擎充分利用较低成本的传感器技术。例如,在多相计量中,电流变压器已经普遍用于中性线电流测量以检测窃电状况,而rogowski线圈可以作为一种首选的解决方案,因为它不使用一个金属芯,对磁窃电的抵抗力相对要强,成本也比带屏蔽的电流变压器要便宜大约20%。rogowski线圈的缺点在于其差分输出必须用电子方式整合以提供所需的电流读数,在过去这样做必需昂贵的附加外部电路。

由于这些功能现在可以由一个可编程的ce进行内部处理和实现,因此业界正经历着一个成本剧减的时期,其做法就是用rogowski线圈实现防窃电功能。这对于在发展中国家运营的供电企业来说是一个主要的优势,例如在中国、印度、俄罗斯、东欧和南美,用电的迅速增长和窃电带来的风险必须一并解决。

可编程、多通道的混合信号soc架构的固有灵活性还使得它成为实现各种各样其它应用的理想架构。例如,一个自动反馈控制回路的建立很容易通过连接来自一个或多个测量功率、压力、位置、振动、流量、温度或湿度传感器的输入并把其输出连接到一个过程控制器来实现,如可编程逻辑控制器(plc)、运动控制器或工业自动化系统中常见的其它控制系统。

还可以通过对soc的内部计算引擎编程来补偿传感器输入的特殊波动,使得该系统可以为特定的测量进行优化。通过把该器件连接到一个负载单元,它可以作为一个既考虑商业及工业成本问题又满足精度需求的均衡器。另一个重要的应用是把该器件用作一个“电子接合单元”,其实现方法是编程确定其开关阈值和延迟属性并监测电力线瞬间干扰。该器件可用在工业电力线断路器中,保护工业制造和封装设备。

总而言之,采用基于soc的智能混合信号、多通道可编程器件已经刺激计量应用的功能、特性迈向一个新的台阶,成本也得到进一步的降低。目前,相同的基础芯片级架构已准备好为改进工业自动化和控制创造全新的机会。

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NTSB40200CTG 沟槽肖特基整流器40A 200V

200CTG是我们新推出的双通道40A 200V超低正向电压沟槽双肖特基整流器。这种新技术可以降低正向压降,而无需平面肖特基整流器的高反向漏电折衷。该平台还可在很宽的温度范围内提供非常稳定的开关特性,是开关电源的理想输出整流器,包括笔记本电脑和上网本适配器,ATX和平板显示器。 特性 用于极低正向电压和低泄漏的基于精细光刻沟槽的肖特基技术 具有特殊功能的快速切换温度稳定性 低功率损耗和低工作温度 实现监管合规的更高效率 低热阻 高浪涌能力 这些器件无铅,无卤素/无BFR 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-04 08:02 118次 阅读
NTSB40200CTG 沟槽肖特基整流器40A 200V

NHP820LFS 采用LFPAK封装的8 A 200 V平面超快速整流器

LFPAK超快速整流器采用紧凑的热效封装,可提供快速开关性能和软恢复。 LFPAK封装是DPAK的绝佳替代产品,其封装性能几乎与电路板空间的一半不相同。它的低调使其成为平板显示器和垂直间隙有限的其他应用的理想选择。该器件在整个温度范围内具有低泄漏,因此非常适合需要低静态电流的应用 特性 •新软件包提供检查和探测AfterBoard安装功能 低正向压降 •175°C工作结温 吸收与PowerTemperature Cycling相关的应力的卓越能力 汽车和其他应用的NRV前缀需要独特的站点和控制变更要求; AEC-Q101Qualified和PPAP Capable 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准 应用 空间受限汽车应用中DPAK的优秀替代方案 高温操作的极低泄漏 紧凑型便携式消费类应用中的输出整流 与感应负载一起使用的续流二极管 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-04 02:02 101次 阅读
NHP820LFS 采用LFPAK封装的8 A 200 V平面超快速整流器

NHP620LFS 采用LFPAK封装的6 A 200 V平面超快速整流器

LFPAK超快速整流器采用紧凑的热效封装,可提供快速开关性能和软恢复。 LFPAK封装是DPAK的绝佳替代产品,其封装性能几乎与电路板空间的一半不相同。它的低调使其成为平板显示器和垂直间隙有限的其他应用的理想选择。该器件在整个温度范围内具有低泄漏,因此非常适合需要低静态电流的应用 特性 新软件包提供检查和探测AfterBoard安装功能 低正向压降 175°C工作结温 吸收与PowerTemperature Cycling相关的应力的卓越能力...
发表于 08-04 01:02 116次 阅读
NHP620LFS 采用LFPAK封装的6 A 200 V平面超快速整流器

NHP420LFS 采用LFPAK封装的4 A 200 V平面超快速整流器

LFPAK超快速整流器采用紧凑的热效封装,可提供快速开关性能和软恢复。 LFPAK封装是DPAK的绝佳替代产品,其封装性能几乎与电路板空间的一半不相同。它的低调使其成为平板显示器和垂直间隙有限的其他应用的理想选择。该器件在整个温度范围内具有低泄漏,因此非常适合需要低静态电流的应用 特性 新软件包提供检查和探测AfterBoard安装功能 低正向压降 175°C工作结温 吸收与PowerTemperature Cycling相关的应力的卓越能力 汽车和其他应用的NRV前缀需要独特的站点和控制变更要求; AEC-Q101Qualified和PPAP Capable 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准 应用 空间受限汽车应用中DPAK的优秀替代方案 高温操作的极低泄漏 紧凑型便携式消费类应用中的输出整流 与感应负载一起使用的续流二极管 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-04 01:02 150次 阅读
NHP420LFS 采用LFPAK封装的4 A 200 V平面超快速整流器

NLPS591 用于显示器的完全可配置的端口伴侣

1是一款可完全配置的显示应用程序端口伴侣。该器件支持4种外部可选模式:(1)4通道自动检测逻辑电平转换器模式,(2)CRT模式,(3)HDMI模式和(4)DisplayPort(DP)模式。该设备为连接的显示器提供可切换的电源,并为不同的显示模式提供必要的电平转换。它还在连接器侧提供高级ESD保护。 特性 支持的模式:4通道逻辑电平转换器(LT)模式; CRT模式; HDMI模式; DisplayPort(DP)模式 宽VCCA工作范围:1.65 V至5.5 V 宽VIN范围:3.0至5.5 V(电源模式); 1.65 V至5.5 V(电平转换器模式) 低RDSON负载开关:300 m @ VIN = 3.3 V 负载开关的软启动控制 提供保护:过流,过压,反向驱动 电源负载开启时消耗:...
发表于 08-01 03:02 34次 阅读
NLPS591 用于显示器的完全可配置的端口伴侣

FSA642S 低功耗三端口 高速MIPI开关

S是一款双向,低功耗,高速模拟开关。引脚输出旨在简化差分信号布局,并配置为三极双掷开关(TPDT)。 FSA642S针对两台MIPI设备(如摄像机或LCD显示器和板载多媒体应用处理器(MAP))之间的切换进行了优化.FSA642S兼容移动行业处理器接口(MIPI)的要求。低电容设计允许FSA642S切换频率超过500 MHz的信号。卓越的通道间串扰抗扰度可最大限度地减少干扰,并允许传输高速差分信号和单端信号,如MIPI规范所述。 特性 低导通电容:典型值7.0 pF 低导通电阻:典型值7.0Ω 宽-3db带宽:1 GHz典型 24导联UQFN(2.5 x 3.4 mm)封装 8 kV ESD额定值; > 16 kV电源/ GND ESD额定值 终端产品 手机双摄像头应用 手机,数码相机显示器和取景器的双LCD应用 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-01 02:02 85次 阅读
FSA642S 低功耗三端口 高速MIPI开关

NCV8501 LDO稳压器 150 mA

1是一系列精密微功率稳压器,具有150mA输出电流能力。该系列具有可调节,2.5 V,3.3 V,5.0 V,8.0 V和10 V的输出电压选项,精度在±2.0%之内。满载时,最大压差达到0.6 V. 低静态电流是一种功耗仅为90μA,负载为100μA的特性。该部件适用于所有电池供电的微处理器设备。 微处理器控制逻辑包括一个有效的RESET(带DELAY)和一个标志监视器,可用于向微处理器提供可能即将发生的RESET信号的预警信号。使用标志监视器允许微处理器在RESET关闭微处理器之前完成任何信号处理。有源RESET电路在低至1.0 V的输出电压下正常工作。上电期间RESET功能被激活如果输出电压超出调节限值,则在顺序或正常运行期间。 调节器可防止电池反接,短路和热过载。该器件可承受负载突降瞬变,使其适用于汽车环境。 特性 优势 输出电压选项:可调,2.5 V,3.3 V,5.0 V,8.0 V,10 V,精度+/- 2%/输出电流150mA 严格的监管限制 使用可调延迟复位进行复位 MPU控制 - 设计灵活性 启用 降低静态电流关闭,允许低待机电池耗尽 通过标志/显示器引线或通用比较器预警 系统优势和设计灵活性...
发表于 07-30 15:02 166次 阅读
NCV8501 LDO稳压器 150 mA

LC75760UJA LED驱动器 12通道 恒流

0UJA是12通道LED驱动器,具有移位寄存器电路(串行输入,串联/并联输出),锁存电路,恒流输出型LED驱动器。它可用于照明,背光LED,仪表板警示灯等显示。该LSI具有6ch PWM(脉冲宽度调制)功能,可以对LED进行亮度调节。此外,内置热保护功能和开路/短路/相邻输出短路检测功能。 特性 最高12-ch的LED驱动器输出可以驱动LED直接 - 绝对最大额定值6.8 V,最大工作电压6.3 V - 绝对最大额定值60 mA,最大工作电流50 mA - 输出电流调节功能(256步) - 打开/短路/相邻输出短路检测功能 - 压摆率限制开关功能 串行数据通信支持4-线路串行格式 - 支持3.3 V和5.0 V操作 - 最高工作频率2 MHz 内置6ch PWM功能,用于LED的亮度调节 - 分辨率为128,256,512或1024步 - PWM帧频率可由串行数据控制 建成-in热保护功能(125°C:自动调节PWM,150ºC:强制关闭所有LED) 提供ERR输出引脚(125°C温度异常,开路/短路/相邻输出短路异常,LED上拉电源电压异常,外部电阻异常,基本时钟异常,复位动作) 为LSI内部初始化提供RES引脚和内置电压检测类型复位电路(VDET)...
发表于 07-30 11:02 109次 阅读
LC75760UJA LED驱动器 12通道 恒流

NCP3334 LDO稳压器 500 mA 低Iq

4是一款高性能,低压差(LDO)线性稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3334提供反向偏置保护。 特性 线路和负载的高精度(25°C时±0.9%) 500 mA时最大340 mV的低压差电压 38μVrms的低噪声 低关断电流(0.07μA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器均可稳定,包括MLCC 没有稳定性所需的最小输出电流 这是无铅设备 应用 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras 网络系统,DSL /电缆调制解调器 有线电视机顶盒 MP3 / CD播放器 显示器和监视器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 10:02 58次 阅读
NCP3334 LDO稳压器 500 mA 低Iq

NCP4586 LDO稳压器 150 mA 高PSRR 低噪声

6是一款CMOS 150 mA线性低压差稳压器,具有低噪声,高纹波抑制,低压差,高输出电压精度和低电源电流。该器件提供三种配置:启用高电平,启用低电平,并在输出端启用高电平和自动放电电路。 NCP4586具有固定输出电压版本,范围为1.2 V至5.0 V,增量为100 mV。它有三种封装可供选择:1mm x 1mm UDFN,SOT82-AB和SOT23-5。有关使能,输出电压和封装的具体配置,请联系您当地的销售办事处。 特性 优势 工作输入电压范围:1.7 V至6.5 V 非常适合电池供电的应用 输出电压范围:1.2 V至5.0 V(步长为0.1 V) 联系当地销售办事处用于自定义电压选项 1%输出电压精度(VOUT> 2 V,TJ = 25C) 目前的折返保护 高PSRR:1 kHz时为80 dB 低压差:320 mV典型值。 150 mA 应用 终端产品 后置电源电压处理器,FPGA,DSP的监管 负载点电压调节 噪声滤波 相机,MP3播放器,便携式摄像机 便携式电话 机顶盒,游戏机,DVR 硬盘驱动器,显示器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 10:02 52次 阅读
NCP4586 LDO稳压器 150 mA 高PSRR 低噪声

NCP3335A LDO稳压器 500 mA 超高精度

5A是一款高性能,低静态电流低压差(LDO)线性稳压器。它具有±0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3335A LDO线性稳压器还配备了感应和降噪引脚,以提高器件的整体实用性。 NCP3335A提供反向偏置保护。 特性 线路和负载的高精度(25°C时±0.9%) 满载时的UltraLow压降电压(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 Vrms w / 10 nF Cnr和51 Vrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07μA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 稳定性仅需1.0μF输出电容 任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5V,1.8V,2.5 V,2.8V,2.85 V,3.0V,3.3 V,5.0 V和可调输出电压 这些是无铅设备 应用 手机 Camcoders and Cameras 网络系统,DSL /电缆调制解调器 PCMCIA卡 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 ...
发表于 07-30 10:02 60次 阅读
NCP3335A LDO稳压器 500 mA 超高精度

LV5980MD 降压转换器 开关稳压器 1通道

MD是1ch DCDC转换器,内置功率Pch MOSFET。推荐的工作范围为4.5V至23V。最大电流为3A。工作电流约为63μA,功耗低。 特性 1ch SBD整流DCDC转换器IC,内置功率Pch MOSFET 轻载模式电流的典型值为63μA 4.5V至23V工作输入电压范围 100mΩ高端开关 输出电压可调至1.235V 振荡频率为370kHz ON / OFF功能 使用P-by-P​​方法的内置OCP电路 当连续生成P-by-P​​时,它会转移到HICCUP操作 外部电容软启动 欠压锁定,t hermal shutdown 应用 终端产品 负载点DC / DC转换器 机顶盒 DVD /蓝光™驱动程序和硬盘 液晶显示器和电视 办公设备 POS系统 白色家电 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 00:02 44次 阅读
LV5980MD 降压转换器 开关稳压器 1通道

LV52117QA 用于LCD面板的双输出DC-DC转换器

7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-30 00:02 100次 阅读
LV52117QA 用于LCD面板的双输出DC-DC转换器

NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 22:02 72次 阅读
NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

NCP81231 降压控制器 USB供电和C型应用

31 USB供电(PD)控制器是一款针对USB-PD C型解决方案进行了优化的同步降压控制器。它们是扩展坞,车载充电器,台式机和显示器应用的理想选择。 NCP81231采用I2C接口,可与uC连接,以满足USB-PD时序,压摆率和电压要求。 NCP81231工作在4.5V至28V 特性 优势 I2C可配置性 允许电压曲线,转换速率控制,定时等 带驱动程序的同步降压控制器 提高效率和使用标准mosfet 符合USB-PD规范 支持usb-pd个人资料 过压和过流保护 应用 终端产品 USB Type C 网络配件 消费者 停靠站 车载充电器s 网络中心 桌面 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 19:02 189次 阅读
NCP81231 降压控制器 USB供电和C型应用