电源

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<strong>应用</strong>

* 汽车运动检测与控制
* 混合电动车
* 电动助力转向
* 集成的启动发电机/交流发电机
* 工业发动机控制
* 过程控制

<strong>概述</strong>

AD2S1205是一款12位分辨率旋变数字转换器，集成片上可编程正弦波振荡器，为旋变器提供正弦波激励。转换器的正弦和余弦输入端允许3.15 V p-p ± 27%输入信号。采用Type II跟踪环路跟踪输入信号，并将正弦和余弦输入端的信息转换为输入角度和速度所对应的数字量。最大跟踪速率取决于外部时钟频率。AD2S1205的工作频率为8.192 MHz ± 25%，最大跟踪速率为1250 rps。

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<strong>作者：James Scanlon，ADI公司高级评估工程师；Koenraad Rutgers，Bourns, Inc.高级现场应用工程师</strong>

<strong>内容提要</strong>

在实际工业和仪器仪表(I&I)应用中，RS-485接口链路需要在恶劣电磁环境下工作。雷击、静电放电和其他电磁现象引起的大瞬变电压可能损坏通信端口。为了确保这些数据端口能够在最终安装环境中正常工作，它们必须符合某些电磁兼容性(EMC)法规。这些要求包括三个主要瞬变抗扰度标准：静电放电、电快速瞬变和电涌。

许多EMC问题并不简单或明显，因此必须在产生设计开始时予以考虑。如果把这些问题留到设计周期后期去解决，可能导致工程预算和计划超限。本文介绍各主要瞬变类型，并针对RS-485通信端口的三
种不同成本/保护级别，提出并演示三种不同的EMC兼容解决方案。

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<strong>作者：Maurice Moroney 市场经理 ADI公司</strong>

基于碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等材料的新型功率开关技术的出现促使性能大幅提升，超越了基于MOSFET和IGBT技术的传统系统。更高的开关频率将减小元件尺寸，从而减小成本、系统尺寸和重量；这些是汽车和能源等市场中的主要优势。新型功率开关还将促使其控制元件发生变化，其中包括栅极驱动器。本文将探讨GaN和SiC开关与IGBT/MOSFET的一些主要差异，以及栅极驱动器将如何为这些差异提供支持。多年来，功率输出系统的功率开关技术选择一直非常简单。在低电压水平(通常为600 V以下)，通常会选择MOSFET；在高电压水平，通常会更多地选择IGBT。随着氮化镓和碳化硅形式的新型功率开关技术的出现，这种情况正面临威胁。

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<strong>作者：James Scanlon和Conal Watterson，ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

在工业与仪器仪表应用(I&I)中，常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485总线标准是I&I应用中使用最广泛的物理层总线设计标准之一。RS-485的应用包括：过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化(例如，暖通空调(HVAC)、保安系统)、电机控制和运动控制。在这些实际的系统中，雷击、电源波动、感应开关和静电放电会通过产生较大瞬变电压对通信端口造成损害。设计
人员必须确保设备不仅能在理想条件下工作，而且能够在实际可能遇到的恶劣环境下正常工作。我们的示例带有机械臂控制，并使用电子护栏增能器直接将真实浪涌脉冲施加在通信线路上，以此演示RS-485网络解决方案的稳定性。

<strong>演示网络</strong>

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<strong>作者：Colin Duggan和Denis Labrecque，ADI公司</strong>

鉴于在性能、成本、功耗、尺寸、新功能和效率等方面宏大的提升目标，未来嵌入式系统的设计面临着复杂的挑战。不过，一种有望解决这些复杂问题的设计选项已开始崭露头角——即模拟元件与ARM®微控制器内核的智能集成。这种方案与传统模拟集成的区别在于，新方案具有超高的性能，还经过了多种优化，以解决具体的系统级问题。虽然每个市场对这些提升领域的优选次序都有着自己的认识，但同时满足多个因素的要求实为众望所归，可以通过集成多个分立式元件来实现。从逻辑上讲，组合多个器件可以实现这些嵌入式系统目标中的一大部分，但只是简单地把多个分立式元件与一枚处理器集成到一个封装之中，这并非答案所在；解决方案要复杂得多，需要智能集成。

<strong>模拟与数字的智能集成</strong>

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<strong>简介</strong>

恶劣环境是电机控制或电磁阀控制应用中的许多电气系统必须面对的现实。控制电机和电磁阀的电子装置需要非常接近使终端应用发生物理运动的高电流和电压。除了近距离外，这些系统常常会进行维修(例如，雇佣技工更改洗碗机电磁阀的控制器板)，这就为非故意的接线错误留下了可能性。接近高电流和电压，加上接线不当的可能性，要求设计需要考虑过压保护。

为了构建高效安全的系统，须使用精密电流检测放大器来监控这些应用中的电流。精密放大器电路设计需要防止过压影响，但这种保护电路可能会影响放大器的精度。适当地设计、分析和验证电路，可以在保护和精度之间达成平衡。本文讨论两种常见保护电路，以及这些电路的实施会如何影响电流检测放大器的精度。

<strong>电流检测放大器</strong>

大部分电流检测放大器可处理高共模电压(CMV)，但不能处理高差分输入电压。在某些应用中，存在分流器的差分输入电压超过放大器的额定最大电压的情况。这在工业和汽车电磁阀控制应用(图1)中很常见，短路可能会引发故障，将电流检测放大器暴露于高差分输入电压(其可能达到与电池相同的电位)之下。这种差分过压可能会损坏放大器，尤其是在没有保护电路的情况下。

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<strong>作者：James Scanlon和Conal Watterson，ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

在工业与仪器仪表应用(I&I)中，常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485总线标准是I&I应用中使用最广泛的物理层总线设计标准之一。RS-485的应用包括：过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化(例如，暖通空调(HVAC)、保安系统)、电机控制和运动控制。在这些实际的系统中，雷击、电源波动、感应开关和静电放电会通过产生较大瞬变电压对通信端口造成损害。设计人员必须确保设备不仅能在理想条件下工作，而且能够在实际可能遇到的恶劣环境下正常工作。

我们的示例带有机械臂控制，并使用电子护栏增能器直接将真实浪涌脉冲施加在通信线路上，以此演示RS-485网络解决方案的稳定性。

<strong>演示网络</strong>

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<strong>作者：Estibaliz Sanz Obaldia 和 Junifer Frenila</strong>

当前市场在不断动态变化，促使设计周期越来越短，系统功能越来越强，而且终端系统更具便携性。这就要求必须采用新方法来简化这些挑战，同时又不增加设计复杂度。 本文将讨论控制和测量方面的一些关键系统挑战；许多不同应用都涉及到控制和测量，包括数据采集系统、工业自动化、可编程逻辑控制器和电机控制。 本文将探讨双极性数模转换器(DAC)架构的最新进展，以及这些拓扑结构如何应对终端系统挑战，例如：通过[比如]在相同或更少的空间中提供更多功能和智能。 本文还会探讨分立式和功能更完整的解决方案。 最后，本文会说明多种替代传统设计拓扑的方案，这些方案在设计重用和系统模块化方面具有更高的灵活性。

应当注意的是，下面的图形并非实际原理图，而是关于如何利用多功能DAC和其他器件来实现应用的示意图。 虽然并未包括电源电路、旁路和其他无源元件等方面，但这些图形显示了应用[此类应用]的一般实现方法。

<strong>数据采集系统</strong>

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<strong>电路功能与优势</strong>

由于两路输入均以 2.5 V 为中心，因此 AD8274 仅放大差值，电流监控功能在电源管理、电磁阀控制和电机控制等许多应 由此可获得该系统的输入至输出传递函数：用中非常关键。在负载的高端监控电流，就可以实现精确的电流检测和诊断保护，防止对地(GND)短路。将引脚 3 与 GND 相连，AD8274 的输出共模电压可设置为 0 V。因此，输出电压的正负取决于分流电阻上负载电流的方向。AD8210 等集成器件可提供高电压接口，并能够在分流电阻上进行双向电流监控，从而简化高端电流监控。它具有高共模抑制(CMR)特性和出色的温度性能，可在应用中实现最佳精度。该器件放大经分流电阻流至负载的电流，并提供以地为参考、与负载电流成比例的输出电压。

在采用双电源的应用中，AD8210 的输出可以驱动 AD8274等精密、低失真差动放大器，如图 1 所示。AD8274 可提供额外增益，并以所需的输出共模电压为中心实现 AD8210 输出电平转换，这有利于与使用双电源的其它电路元件实现接口。精密基准电压源 AD780 提供 2.5 V 基准电压，使 AD8210能够执行双向电流监控，同时为 AD8274 的电平转换功能提供基准电压。

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<strong>作者：Brad Brannon，ADI公司系统应用工程师</strong>

<strong>内容提要</strong>

模数转换器(ADC)有很多规格；某些规格对于某个特定应用而言要比对于其他应用更重要。理解这些规格并控制影响ADC的外部器件将实现更佳的性能。

有如此之多的模数转换器(ADC)可供选择，我们总是很难弄清哪种ADC才最适合既定应用。数据手册往往会使问题变得更加复杂，许多技术规格都以无法预料的方式影响着性能。选择转换器时，工程师通常只关注分辨率、信噪比(SNR)或者谐波。这些虽然很重要，但其他技术规格同样举足轻重。

<strong>分辨率</strong>