新型隔离式ADC架构利用分流电阻进行三相电能计量

新型隔离式ADC架构利用分流电阻进行三相电能计量

图6. 采用新型隔离式ADC和计量IC的三相电表

基于此架构的新产品

       此架构已被ADI公司的一系列新产品采用：ADE7913、ADE7912、ADE7933和ADE7932。图7显示了ADE7913的框图。它与图4非常相似，但有一个额外ADC通道用于检测与温度传感器复用的辅助电压。该辅助电压可以是断路器上的电压，温度传感器可用于校正分流电阻的温度变化。ADE7912是一个变体，无辅助电压测量功能，但有温度传感器。

       ADE7933和ADE7932将SPI接口替换为位流接口，其余特性分别与ADE7913和ADE7912相同。它们就是图6所示的隔离式ADC。图中的计量IC已通过ADE7978实现。

图7. 基于此架构的新型ADE7913隔离式ADC

结束语

       本文说明了一种新型隔离式ADC架构。它包含一个isoPower隔离式DC-DC转换器，利用MCU电源为隔离栅另一侧的多通道sigma delta ADC第一级供电。ADC输出的位流经过iCoupler数据隔离器，由数字模块接收。此模块对其进行滤波，产生24位ADC输出，可利用简单的SPI接口读取。一个ADC可以测量经过一个分流电阻的电流，第二个ADC可以利用分压器测量相至零线电压，第三个ADC可以测量辅助电压或温度传感器。它支持三相电表使用分流电阻，确保完全不受直流和交流磁场干扰，执行电流检测时不会产生任何相移，同时可降低系统总成本。小尺寸解决方案确保电路板非常小，只需安装非常少的器件。集成式isoPower芯片级变压器针对已知ADC负载而设计，辐射降至最低，并通过测试，利用两层电路板即可达到CISPR 22 Class B标准。

       当然，使用分流电阻的电流检测并不局限于电能计量应用，电能质量监控、太阳能逆变器、过程监控和保护设备均可受益于这种新型ADC架构。

作者：Petre Minciunescu 

ADI公司系统工程师