A/D-Wandler ADE9113/ADE9112/ADE9103

Die Komponenten ADE9103, ADE9112 und ADE9113 von Analog Devices sind simultan abtastende Präzisions-Σ-Δ-Analog/Digital-Wandler (ADW) für Shunt-basierte DC- und Mehrphasen-Energiemessung. Der ADE9113 integriert eine sicherheitszertifizierte galvanische Trennung von Signal und Leistung mit drei gleichzeitig abtastenden volldifferenziellen 24-Bit-Σ-Δ-ADW-Kanälen. Der ADE9112 verfügt über zwei volldifferenzielle Σ-Δ-ADW-Kanäle für isolierte Anwendungen, bei denen nur ein einziger Spannungskanal erforderlich ist. Der ADE9103 ist ein nicht isolierter 3-Kanal-Σ-Δ-ADW für Anwendungen, bei denen keine Isolierung erforderlich ist, wie z. B. bei neutralen Messungen. Die Modelle ADE9103, ADE9112 und ADE9113 verfügen alle über einen Stromkanal mit hoher Verstärkung, der sich am besten für die Verwendung eines Shunt-Widerstands als Stromsensor eignet. Mehrere ADE9103-, ADE9112- und ADE9113-Komponenten können synchronisiert werden, um gleichzeitig abzutasten und kohärente Ausgänge zu liefern.

Der ADW des aktuellen Kanals bietet ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 86 dBFS bei einer Abtastrate von 4 kS/s über eine Signalbandbreite von 1,65 kHz und eine typische Verstärkungsdrift von 13 ppm/°C, was eine Genauigkeit bis zur Klasse 0.2 ermöglicht. Die Spannungs-ADWs bieten ein SNR von 91 dBFS bei gleicher Abtastrate und Bandbreite. Die hohe Verstärkung auf dem Strom-Kanal (IP und IM) ermöglicht den Einsatz von Shunts mit geringerem Widerstand, um die durch Hitze verursachten Verluste zu reduzieren. Die geringe Offsetdrift von 2 nV/°C bietet die für die Gleichstrommessung erforderliche Performance.

Die Modelle ADE9103, ADE9112 und ADE9113 ermöglichen Systemkosteneinsparungen und eine höhere Robustheit. Der Haupt-ADW ADE9103, ADE9112 oder ADE9113 kann mit einem einzigen Quarz die Takte von bis zu drei weiteren ADE9103-, ADE9112-, ADE9113-ADWs steuern. Die bidirektionale serielle Schnittstelle (SPI) unterstützt eine Daisy-Chain-Funktion, die den Zugriff auf alle Register ermöglicht und gleichzeitig die erforderliche Pin-Zählung des Mikrocontrollers reduziert. Das 28-polige SOIC_W_FP ermöglicht kompaktere Layouts. Gültige Datenübertragungen werden mit bidirektionaler, zyklischer Redundanzprüfung (CRC) sichergestellt, und ein IRQ-Pin alarmiert das System bei kritischen Fehlern. Der ADE9112 und der ADE9113 erfüllen die CISPR-32-Klasse-B-Emissionsanforderungen auf einerPlatine (PCB) mit zwei Ebenen und einem zusätzlichen Hochspannungskondensator sowie auf einer Platine mit vier Ebenen und einem internen Stichkondensator.

Das Evaluierungskit EVAL-ADE9113KTZ enthält zwei Platinen, die (zusammen mit dem EVAL-SDP-CB1Z) die Performance des isolierten Σ-Δ-A/DWs ADE9113 in einem Kontext evaluieren, der der tatsächlichen Implementierung eines 3-Phasen-Messgeräts nahe kommt. Obwohl dieses Kit auch zum Testen der ähnlichen Funktionen der ADWs ADE9103 und ADE9112 verwendet werden kann, ist das EVAL-ADE9113KTZ nur mit Komponenten des ADE9113 bestückt.

Merkmale und Vorteile

• Isolierte, gleichzeitig abtastende Σ-Δ-ADWs mit 2 (ADE9112) oder 3 (ADE9113) Kanälen, mit integrierten isolierten isoPower-DC/DC-Wandlern
• Nicht isolierte, gleichzeitig abtastende Σ-Δ ADWs mit 3 Kanälen (ADE9103)
• Synchronisation mehrerer ADE9103/ADE9112/ADE9113-Wandler
• 4-Draht-SPI mit bidirektionalem CRC und Daisy-Chain-Funktionalität
• Eindeutige SPI-lesbare Register für Teile-ID
• Bis zu vier ADE9103/ADE9112/ADE9113-ADWs von einem einzigen Quarz oder einem externen Taktgeber getaktet
• IRQ-Hardware-Pin und -Register für Fehlererkennung und Robustheit
• Abtastrate von bis zu 32 kS/s
• SNR bis zu 95 dB
• Scheitelwert für analoge Eingangsspannung für Stromkanal: ±31,25 mV
• Scheitelwert für analoge asymmetrische Eingangsspannung für Spannungskanäle: ±500 mV
• Temperaturkoeffizient der internen Spannungsreferenz: <13 ppm/°C typisch
• Analog/Digital-Wandler Offsetdrift: <2 nV/°C typisch
• Ideal sowohl für AC- als auch für DC-Messsysteme
• Einfache 3,3-V-Versorgung für isolierte und nicht isolierte Messungen
• Kompakte 28-polige, breite Bauform mit SOIC-Gehäuse mit feinerem Raster und 8,3 mm Kriechstrecke
• Temperaturbereich: -40 °C bis +125 °C
• Entspricht CISPR 32 Klasse B für HF-Emissionen
• ADE9112 und ADE9113: Sicherheits- und behördliche Zulassungen
• IEC 60747-17 Konformitätsbescheinigung erwartet
• 5000 V RMS für 1 Minute nach UL 1577 erwartet
• IEC 61010-1 und IEC 62368-1 erwartet