简化隔离式软件可配置I/O通道设计的高集成度、系统级方法 (简化隔离式软件有哪些)

{本文由家电维修技术小编收集整理资料}本文介绍一种软件可配置输入/输出(I/O)器件及其专用隔离电源和数据解决方案，该解决方案有助于应对*级工业应用的设计挑战。本文阐述了在设计单个IC时从*级角度进行思考的优势，并重点讨论了建议解决方案的功耗优化功能。简介为过程控制、工厂自动化、楼宇控制*等工业应用设计*级隔离式I/O解决方案时，有许多方面需要考虑，其中包括功耗、数据隔离和外形尺寸。图1显示了*解决方案，其在隔离式单通道软件可配置I/O解决方案中使用ADH和ADP，解决了电源、隔离和面积挑战。通过将ADP的电源和数据隔离功能与ADH的软件可配置能力相结合，可以仅使用两个IC和非常少的外部电路来设计一个隔离式单通道I/O*。*级解决方案ADP是一款高性能隔离式电源管理单元，包含一个隔离反激式稳压器、一个反相降压升压调节器和一个降压调节器，提供三个隔离式电源轨并集成了七个低功耗数字隔离器。ADP还具有可编程功率控制(PPC)功能，可通过单线接口按需调整VOUT1上的电压。VOUT1为ADH*DD电源轨提供6V至V的电压。VOUT2为ADH电源轨*CC和DVCC提供5V电压。如需要，它还能为外部基准电压源提供电源电压。VOUT3为ADH*SS电源轨提供-5V至-V的电压。功耗和优化设计通道间隔离模块时，主要的权衡通常是在功耗和通道密度之间。随着模块尺寸缩小，通道密度增加，每个通道的功耗必须降低，以满足模块的最大功耗预算要求。在这种情况下，模块是指ADP和ADH，当它们共同使用时，可提供隔离电源、数据隔离和软件可配置I/O功能。ADH和ADP之所以成为出色的低功耗解决方案，原因在于集成PPC功能的引入。PPC使用户能够按照需求调整VOUT1电压（ADH*DD电源电压）。这种方法可以大大降低模块在低负载条件下的功耗，特别是在电流输出模式下。使用PPC功能时，*中的主机*通过SPI向ADH发送所需的电压代码，该代码随后通过单线串行接口(OWSI)传递至ADP。OWSI实现了CRC校验功能，非常稳健，可抵抗恶劣工业环境中可能存在的EMC干扰。查看功耗计算示例可知，如果*DD=V且负载为Ω，则对于mA的电流输出，模块总功耗为mW。当使用PPC将*DD电压降至8.6V（负载电压+裕量）时，模块功耗约为mW。这表明模块内节省了mW的功耗。功耗计算示例示例1和示例2选择了电流输出用例，驱动mA输出。负载为Ω，使能ADC，以每秒个样本转换默认测量配置。

整理分享简化隔离式软件可配置I/O通道设计的高集成度、系统级方法 (简化隔离式软件有哪些)，希望有所帮助，仅作参考，欢迎阅读内容。

内容相关其他词:简单的隔离设施,制作隔离区软件叫什么,系统隔离软件,简化隔离式软件是什么,简化隔离式软件的特点,隔离软件是什么意思,简化隔离式软件有哪些,简化隔离式软件是什么,内容如对您有帮助，希望把内容链接给更多的朋友！

图1.ADP和ADH电路图示例1（无PPC）：ADH输出功率=(*DD=V)×mA=mWADH输入功率=ADHQUIESCENT(mW)+ADC功耗(mW)+mW=mW模块输入功率=mW+ADP功耗(mW)=mW负载功耗=mA2×Ω=mW模块总功耗=（模块输入功率-负载功耗）=mW在示例2中可以看到，当使能PPC功能以将*DD降低到所需电压(mA×Ω)+3.6V裕量=8.6V时，模块的功耗降至mW。示例2（使能PPC）：ADH输出功率=(*DD=8.6V)×mA=mWADH输入功率=ADHQUIESCENT(mW)+ADCPower(mW)+mW=mW模块输入功率=mW+ADPPower(mW)=mW负载功耗=mA2×Ω=mW模块总功耗=（模块输入功率-负载功耗）=mW图2显示了ADH应用板上在°C时的实测功耗。测量结果表明，功耗略低于计算的功耗。此结果会因器件而略有不同。

图2.测量数据：驱动mA到Ω负载，*DD=V，*DD=8.6V（使用PPC）图3显示了使用PPC的模块（ADP和AD）功耗（针对每个负载电阻值设置优化的*DD）与不同负载电阻值的关系。两个不同的电压被施加于ADP的VINP（V和V），以显示ADP的效率。测量是在°C下进行。

图3.mA输出时功耗与RLOAD的关系图4显示了不同温度下使用PPC的功耗（针对每个负载电阻值设置优化的*DD）与不同负载电阻值的关系。

图4.功耗与温度的关系表1.使用PPC的ADH典型用例功耗

数字输出用例在工业应用中，数字输出被认为是最耗电的使用场景。ADH支持内部和外部拉电流与灌电流数字输出。ADP可为内部数字输出功能提供足够的功率，支持最高mA的连续拉电流或灌电流。在这种情况下，数字输出电路电源DO_VDD直接连接到*DD。对于mA以上的电流，必须使用外部数字输出功能，这需要将额外的电源连接到DO_VDD。内部数字输出用例超时为了支持在初始上电时对容性负载充电，可以在使用内部数字输出用例的同时，使能更高的短路限流值(~mA)，使能的时间T1可编程。经过T1时间后，部署第二短路限流值(~mA)。这是一个较低的限流值，在可编程的持续时间T2内有效。在这些短路情况下，*需要更多电流，因此必须注意确保ADPVOUT1电压不会骤降。为确保无骤降，如果需要VDO_VDD，建议将V电压作为ADP的*电源电压。这是V继电器的典型电压需求。对于V继电器，建议使用至少V的*电源电压(ADPVINP)，以确保可以为负载提供足够的电流。图5和图6显示了DO_VDD与T1和T2短路限值的关系，证明了使用ADP提供大电流的稳定性。

图5.*电源=V，DO_VDD电压=V

图6.*电源=V，DO_VDD电压=V数据隔离和解决方案尺寸ADP采用ADI公司的iCoupler®专利技术，在7mm×9mm封装中集成了三个隔离电源轨，包括SPI数据和三个GPIO隔离通道。这种高集成度将所有通道隔离要求整合到PCB上的一个小区域中，有助于解决PCB面积挑战，而且实现了省电。当通道不使用时，ADP的*端将其他SPI隔离器通道置于低功耗状态。这意味着通道仅在需要时才处于活动状态。三个隔离GPIO通道用于隔离ADH的RESET、ALERT和ADC_RDY引脚，从而满足ADH的所有隔离要求，而无需增加额外的隔离器IC成本。结语设计一种低功耗、小尺寸的通道间隔离I/O解决方案，哪怕是对于业内一些经验十分丰富的设计人员而言，也可能是一项挑战。ADP和ADH*级解决方案通过高集成度和*级设计方法化解了该挑战。由单个IC从单个*电源提供三个隔离电源轨，并提供集成数据隔离，这使得BOM成本大幅降低。再加上ADH的灵活性，该*设计将能满足大多数I/O工业应用的要求。来源：ADI作者：ValerieHamilton