ANALOG DEVICES CN-0586 Precision High Voltage Οδηγός χρήσης της μονάδας διπολικής αναλογικής εξόδου

Περιεχόμενα κρύβω

1 ANALOG DEVICES CN-0586 Precision High Voltage Διπολική αναλογική μονάδα εξόδου

2 Προδιαγραφές

3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

4 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ LTSPICE

ANALOG DEVICES CN-0586 Precision High Voltage Διπολική αναλογική μονάδα εξόδου

Προδιαγραφές

Όνομα προϊόντος: Complete, Quad, 16-bit, Serial Input, Unipolar/Bipolar Voltage Έξοδος DAC

Είσοδος VoltagΕύρος e: 24 V έως 220 V
Έξοδος ΤόμοςtagΕύρος e: Έως 200 V
Δυνατότητα ρεύματος εξόδου: Πάνω έως 20 mA

Τα κυκλώματα από τα σχέδια αναφοράς Lab® έχουν σχεδιαστεί και δοκιμαστεί για γρήγορη και εύκολη ενσωμάτωση συστήματος για να βοηθήσουν στην επίλυση των σημερινών προκλήσεων σχεδιασμού αναλογικού, μικτού σήματος και ραδιοσυχνοτήτων. Για περισσότερες πληροφορίες ή/και υποστήριξη, επισκεφθείτε www.an-alog.com/CN0586.

Συσκευές που συνδέονται/αναφέρονται

AD5754R	Complete, Quad, 16-bit, Serial Input, Unipolar/Bipolar Voltage Έξοδος DAC
ADHV4702-1	Λειτουργία ακριβείας 24 V έως 220 V Ampπιο ζωντανή
LT8365	Χαμηλό Ι_Q Boost/SEPIC/Inverting Converter με διακόπτη 1.5 A, 150 V
ADuM4151	Ψηφιακές απομονώσεις 5 kV, 7 καναλιών, SPIsolator™ για SPI

Precision High Voltage Διπολική αναλογική μονάδα εξόδου

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

Πίνακες Αξιολόγησης Κυκλωμάτων
CN-0586 Circuit Evaluation Board (EVAL-CN0586-ARDZ)
Πλατφόρμα επίδειξης συστήματος (EVAL-SDP-CK1Z)
Σχεδιασμός και Ένταξη Files
Σχήματα, Διάταξη Files, Bill of Materials, Simulation Models, Example Προγράμματα

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΦΕΛΗ
Με τη συνεχή πρόοδο των ηλεκτρονικών συστημάτων, ο τομέας των ηλεκτρονικών δοκιμών και μετρήσεων συνεχίζει να απαιτεί ταχύτερες, ακριβέστερες και ισχυρές δυνατότητες δοκιμών. Σε αυτό το τοπίο, ακριβείας high-voltagΟι ηλεκτρονικές λύσεις διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην παροχή ακριβούς ερεθίσματος για την αξιολόγηση των εμπορικών, βιομηχανικών ή αυτοκινητιστικών εφαρμογών επόμενης γενιάς, δοκιμές οθόνης υγρών κρυστάλλων (LCD) και οργανικών διόδων εκπομπής φωτός (OLED) για έξυπνες συσκευές, πρότυπο πόλωσης φωτοδίοδοι πυριτίου (SiPDs) ή φωτοδίοδοι χιονοστιβάδας (APD) για ανίχνευση και εμβέλεια φωτός (LiDAR) τόσο σε αυτοκινητοβιομηχανίες όσο και σε βιομηχανικές εφαρμογές, πιεζοηλεκτρική τοποθέτηση και ενεργοποίηση, μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMs) έλεγχος κατόπτρων και πολλά άλλα.

Η Analog Devices παρέχει μια ποικιλία λύσεων και προϊόντων με επίκεντρο το high-voltage εφαρμογές και αυτό το σχέδιο αναφοράς είναι απλώς μια σταγόνα στον κουβά!

Το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχήμα 1 είναι ένα διπολικό ακριβείας υψηλής έντασηςtagΛύση e drive, με εμβέλεια εξόδου έως 200 V και απομόνωση ψηφιακής διεπαφής. Αυτή η λύση χρησιμοποιεί μετατροπέα ψηφιακού σε αναλογικό ακριβείας 4 καναλιών (DAC) και ακρίβειας 16 V ampLifier σε διαμόρφωση ικανή να παρέχει διπολικές περιοχές εξόδου από μονοπολική πηγή. Περιλαμβάνεται επίσης μια ενσωματωμένη λύση ισχύος για την παροχή +110 V και −110 V από μια ενιαία τροφοδοσία εισόδου 15 V για βοήθεια στη γρήγορη αξιολόγηση αυτού του σχεδίου αναφοράς. Η παροχή όλων των στοιχείων της αλυσίδας σήματος στον πίνακα αξιολόγησης διευκολύνει σημαντικά τον σχεδιασμό του high-voltage συστήματα μετάδοσης κίνησης εξόδου.

Το υλικό αξιολόγησης συνεργάζεται με το SDP-K1, το οποίο επιτρέπει την εύκολη ενσωμάτωση με άλλες πλακέτες ελεγκτών που βασίζονται σε Arduino-UNO. Η διεπαφή λογισμικού είναι διαθέσιμη σε λογισμικό ανάλυσης, ελέγχου και αξιολόγησης (ACE) ως plug-in, παρέχοντας εύκολη εγκατάσταση και χρήση. Το plug-in επικοινωνεί με τον πίνακα ελέγχου μέσω υλικολογισμικού ανοιχτού κώδικα που έχει φορτωθεί στο SDP-K1, επιτρέποντας γρήγορη προσαρμογή σε συστήματα και πλατφόρμες του χρήστη.

Κυκλώματα από τα κυκλώματα Lab™ από Analog Devices έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί από μηχανικούς της Analog Devices. Στο σχεδιασμό και την κατασκευή κάθε κυκλώματος έχουν χρησιμοποιηθεί τυπικές πρακτικές μηχανικής και η λειτουργία και η απόδοσή τους έχουν δοκιμαστεί και επαληθευτεί σε εργαστηριακό περιβάλλον σε θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, είστε αποκλειστικά υπεύθυνοι για τη δοκιμή του κυκλώματος και τον προσδιορισμό της καταλληλότητας και της εφαρμογής του για τη χρήση και την εφαρμογή σας. Αντίστοιχα, σε καμία περίπτωση οι Αναλογικές Συσκευές δεν φέρουν ευθύνη για άμεσες, έμμεσες, ειδικές, τυχαίες, παρεπόμενες ή ποινικές ζημίες που οφείλονται σε οποιαδήποτε αιτία που σχετίζεται με τη χρήση οποιωνδήποτε Κυκλωμάτων από τα κυκλώματα του Εργαστηρίου. (Συνέχεια στην τελευταία σελίδα)

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

Το CN0586 διαθέτει high-voltagΑλυσίδα σήματος οδηγού μέσω του συνδυασμού DAC ακριβείας και υψηλής έντασηςtagε ακρίβεια λειτουργίας ampσωτηριωτής. Αυτός ο σχεδιασμός αναφοράς παρέχει υψηλό όγκοtagΕύροι εξόδου έως και 200 V και με τη λύση τροφοδοσίας επί του οχήματος, το EVAL-CN0586ARDZ μπορεί να παρέχει +/−100 V έξοδο από εξωτερική τροφοδοσία 15 V.

Το σχήμα 1 δείχνει τη σύνδεση των δύο καναλιών εξόδου DAC του AD5754R (Α και Β) με την υψηλή έντασηtage ampLifier, ADHV4702-1, διαμορφωμένος με εξωτερικές αντιστάσεις για να παρέχει κέρδος 20. Η συνάρτηση μεταφοράς εξόδου αυτού του κυκλώματος δίνεται από την εξίσωση:

όπου:

Το DA είναι ο δεκαδικός κωδικός που έχει φορτωθεί στο κανάλι A DAC (Κύριο DAC).

Το DB είναι ο δεκαδικός κωδικός που έχει φορτωθεί στο κανάλι B DAC (Offset DAC).
Το κέρδος είναι ο συντελεστής κλιμάκωσης για τον διαφορετικό όγκο εξόδουtagεύρους των DAC. "2" για +5 V, "4" για +10 V.

Το VREF είναι ο τόμtage αναφορά με ονομαστική τιμή 2.5 V.
20 είναι το HV amplifier stagκέρδος.
Η ρύθμιση εύρους κύριας εξόδου DAC καθορίζει το εύρος εξόδου από άκρο σε άκρο του κυκλώματος ενώ η τιμή Offset DAC καθορίζει το κεντρικό σημείο του συνολικού εύρους εξόδου. Με τη διαμόρφωση των αντιστάσεων εξωτερικής ρύθμισης κέρδους στο ADHV4702-1, το κύκλωμα μπορεί να παρέχει υψηλή έντασηtagΈξοδοι που κυμαίνονται έως 200 V και ικανότητα μετάδοσης κίνησης έως 20 mA.

Το high voltagΤο εύρος εξόδου και τα άνω και κάτω όρια μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας τους ακόλουθους τύπους:

HVOUTSPAN = VMAINFS − VMAINZS × 20 (2)
HVOUTUPPER = VMAINFS − VOFFSET × 20 (3)
HVOUTLOWER = VMAINZS − VOFFSET × 20 (4)

όπου:

Το VMAINFS είναι ο τόμοςtagΈξοδος του κύριου DAC με φορτωμένο κωδικό πλήρους κλίμακας.

Το VMAINZS είναι ο τόμtagΈξοδος του κύριου DAC με φορτωμένο κωδικό μηδενικής κλίμακας.
Το VMAINFS είναι ο τόμοςtagΈξοδος του κύριου DAC με φορτωμένο κωδικό πλήρους κλίμακας.

VOFFSET είναι ο τόμtage έξοδος του μετατοπισμένου DAC.

Το high voltagΟι περιοχές εξόδου που εμφανίζονται στον Πίνακα 1 είναι συνδυασμοί των διαμορφώσεων Main DAC και Offset DAC του AD5754R και υποστηρίζονται από το EVAL-CN0586-ARDZ με τα ενσωματωμένα τροφοδοτικά λειτουργίας μεταγωγής.
Εάν και το Main DAC και το Offset DAC έχουν ρυθμιστεί στην περιοχή +10 V, το EVAL-CN0586-ARDZ μπορεί να υποστηρίξει όλες τις διαμορφώσεις εύρους εξόδου HV που περιγράφονται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1. Εύρος εξόδου HV

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ LTSPICE

Ο σχεδιασμός αναφοράς μπορεί να προσομοιωθεί γρήγορα στο LTSpice χρησιμοποιώντας το κύκλωμα στο Σχήμα 2. Σε αυτήν την περίπτωση, το high voltage ampΤο κύκλωμα σωτηριωτή προσομοιώνεται ενώ αντικαθιστά τις εξόδους καναλιών DAC με ιδανικό όγκοtagηλεκτρονικές πηγές. Η πηγή V1 λειτουργεί ως DAC A ή ως κύριος DAC ενώ η πηγή V2 λειτουργεί ως DAC B ή ως DAC μετατόπισης.

Το σύνολο των οδηγιών μπαχαρικών ορίζει μια σάρωση DC V1 (Κύριο DAC) στο εύρος των 10 V που ισοδυναμεί με ένα εύρος 200 V. Εν τω μεταξύ, αυτή η προσομοίωση εκτελείται σε διαφορετικές τιμές DC του V2 (Offset DAC), με αποτέλεσμα πολλαπλάσια 200 V διαγράμματα span σε διαφορετικά επίπεδα μετατόπισης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Προσομοίωση files είναι διαθέσιμα στη σελίδα πόρων σχεδιασμού.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ DAC
Το βασικό μέρος του σχεδιασμού είναι το AD5754R, μια τετραπλή, 16-bit, σειριακή είσοδος, voltagΜετατροπέας εξόδου ψηφιακού σε αναλογικό (DAC). Το DAC περιέχει μια αναφορά στο τσιπ 5 ppm/⁰C 2.5 V και έχει επιλέξιμα από λογισμικό εύρη εξόδου +5 V, +10 V, +10.8 V, +/−5 V, +/−10 V και +/− 10.8 V. Για ονομαστική περιοχή εξόδου πλήρους κλίμακας, το DAC λειτουργεί με την ένταση διπλής παροχήςtage από +/−15V. Σε αυτήν την εφαρμογή, χρησιμοποιούνται μόνο οι περιοχές εξόδου +5 V και +10 V.

Το AD5754R ελέγχεται χρησιμοποιώντας σειριακή διασύνδεση συμβατή με πρότυπα σειριακής περιφερειακής διεπαφής (SPI), επεξεργασίας ψηφιακού σήματος (DSP) και διασύνδεσης μικροελεγκτή και λειτουργεί με ρολόι έως 30 MHz. Το DAC διαθέτει μια ακίδα I/O, BIN/2SCOMP, για να επιλέξετε τη μορφή κωδικού εισόδου για εγγραφή στους καταχωρητές DAC. Για το υλικολογισμικό που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον σχεδιασμό αναφοράς, επιλέγεται η δυαδική κωδικοποίηση.
Ένα χαρακτηριστικό του DAC που χρησιμοποιείται σε αυτόν τον σχεδιασμό είναι το ασύγχρονο CLR, το οποίο χρησιμοποιεί την ενεργή ακίδα χαμηλής/CLR για να επαναφέρει το DAC είτε στον κώδικα μηδενικής είτε στη μεσαία κλίμακα. Η ενεργοποίηση διαγραφής (CLR) θέτει όλες τις εξόδους καναλιών DAC στην επιθυμητή γνωστή κατάσταση, χρήσιμη για την επαναφορά του συστήματος.

HV AMPΖΩΟΦΟΡΟΣ
Το high-voltagΤο πρόγραμμα οδήγησης στο τέλος της αλυσίδας σήματος είναι το ADHV4702-1. Αυτή η επόμενη γενιά λειτουργεί ampο λιφτέρ από την Ana-log Devices προσφέρει απόδοση ακριβείας με μετατόπιση εισόδου 1 mV, κέρδος ανοιχτού βρόχου 170 dB και απόρριψη κυματισμού κοινής λειτουργίας 160 dB ενώ λειτουργεί με ασύμμετρες διπλές τροφοδοσίες +/−110 V ή έως 220 V απλή παροχή και τυπική έξοδο ρεύμα 20 mA. Το ADHV4702-1 προσφέρει επίσης εξαιρετική δυναμική απόδοση με μικρό εύρος ζώνης σήματος 10 MHz και ρυθμό περιστροφής 74 V/μs. Διαθέτει χαρακτηριστικά ασφαλείας στο τσιπ, όπως θερμική παρακολούθηση και απενεργοποίηση, απαραίτητα για υψηλή έντασηtagηλεκτρονικές εφαρμογές.

ΛΥΣΗ HV POWER
Το ενσωματωμένο high voltagΟι ράγες τροφοδοσίας παρέχονται από τον μετατροπέα DC/DC λειτουργίας χαμηλού ρεύματος ηρεμίας LT8365 με εσωτερικό διακόπτη 1.5 A, 150 V, που λειτουργεί από είσοδο 2.8 V σε 60 V. Το LT8365 διαθέτει μια μοναδική αρχιτεκτονική μονής ακίδας ανάδρασης, που το καθιστά ικανό για boost, μετατροπέα πρωτεύοντος επαγωγέα μονού άκρου (SEPIC) ή αναστροφή διαμορφώσεων. Σε αυτό το σχέδιο αναφοράς, περιλαμβάνονται δύο κυκλώματα LT8365 για να παρέχουν τις διαφορετικές διαμορφώσεις για το θετικό και το αρνητικό high-voltage ράγες εξόδου.

Υπάρχουν δύο κυκλώματα LT8365 στο EVAL-CN0586-ARDZ διαμορφωμένα για να παρέχουν τη διπλή υψηλή έντασηtagΟι προμήθειες που χρειάζονται η υψηλή voltage οδηγός. Ένας διακόπτης επιτρέπει την εύκολη αλλαγή της υψηλής έντασηςtage έξοδοι τροφοδοσίας, όπως φαίνεται στον Πίνακα 2. Ανατρέξτε στο σχηματικό για περισσότερες πληροφορίες.

Σημαντική σημείωση: Ρυθμίστε τις εξόδους HV πριν από την παροχή ρεύματος στην πλακέτα για να αποφύγετε πιθανή ζημιά στον χρήστη και στα κυκλώματα του οχήματος.

Πίνακας 2. Τιμές εξόδου τροφοδοτικού HV

S1/HV VCC/HV VSS

Θέση Α	+205 V	0 V (απενεργοποιημένο)
Θέση B (προεπιλογή)	+110 V	−110 V

ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΜΕΝΕΣ ΕΜΒΕΙΕΣ ΕΞΟΔΟΥ HV
Το EVAL-CN0586-ARDZ προσφέρει προκαθορισμένα εύρη εξόδου HV, όπως περιγράφεται στον Πίνακα 2. Με την ευελιξία του DAC που ελέγχει την έξοδο HV, είναι σημαντικό να εξετάσετε το ενδεχόμενο βελτιστοποίησης της παροχής HV για το εύρος λειτουργίας του στόχου. Οδηγοί Περιγραφή κυκλώματος για τον υπολογισμό του εύρους εξόδου.

Για π.χample, εάν το εύρος εξόδου στόχου HV είναι −20 V έως 80 V με φορτίο 10 mA, τότε η παροχή +/−100 V δεν είναι πρακτική. Έως και 800 mW ισχύος καταναλώνονται από τον οδηγό HV. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να επισημανθεί ότι το ADHV4702-1 έχει μόνο απαίτηση χώρου κεφαλής 2 V. Αυτό σημαίνει ότι απαιτείται τόσο μικρός χώρος κεφαλής όσο 2 V σε κάθε ράγα τροφοδοσίας για μια βελτιστοποιημένη λύση ισχύος.

ΘΕΜΑΤΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ

Ψηφιακή απομόνωση
Σε high-voltagΣε εφαρμογές, είναι σημαντικό να προστατεύσετε την περιοχή του κυκλώματος που λειτουργεί σε χαμηλή έντασηtagε περιοχή. Σε αυτό το σχέδιο αναφοράς, ένας ψηφιακός απομονωτής προστατεύει την πλακέτα ελεγκτή, EVAL-SDP-CK1Z, σε περίπτωση υψηλής έντασηςtagβλάβες στο τμήμα του προγράμματος οδήγησης. Το ADUM4151 είναι ο ψηφιακός απομονωτής βελτιστοποιημένος για την απομόνωση σειριακών περιφερειακών διεπαφών (SPI) που μπορεί να παρέχει ρυθμούς ρολογιού SPI έως και 17 MHz με μεταβατική ανοσία 35 kV/μs. Το ADUM4151 παρέχει επίσης τρία πρόσθετα απομονωμένα κανάλια χαμηλής ταχύτητας δεδομένων για ανεξάρτητο ψηφιακό έλεγχο. Η συσκευή ακολουθεί τα πρότυπα UL, CSA και VDE για την ασφάλεια και τις ρυθμιστικές εγκρίσεις. Ανατρέξτε στην ενότητα Κοινές παραλλαγές για εναλλακτικές λύσεις στο ADUM4151.

Προστασία της εξόδου AD5754R
Το HV ampLifier, ADHV4702-1, μπορεί να διαμορφωθεί για μέγιστη ένταση εξόδουtage των 220 V. Για την προστασία της εξόδου του AD5754R, μια αντίσταση 2.5 kΩ που τερματίζεται στη γείωση προστίθεται στο Offset DAC, Channel B, όπως φαίνεται στο σχήμα 4. Αυτή η αντίσταση προστασίας, μαζί με τη ρύθμιση κέρδους 50 kΩ και 2.5 kΩ αντιστάσεις (και οι διπλές παροχές του AD5754R), διασφαλίζει ότι δεν παραβιάζονται ποτέ οι απόλυτες μέγιστες τιμές των εξόδων DAC.
Με το συνδυασμό αντιστάσεων, ένα voltagΣχηματίζεται e divider, φροντίζοντας ο τόμtagΤο e στον βρόχο ανάδρασης hv, όπως φαίνεται στην έξοδο DAC, δεν υπερβαίνει ποτέ |220| x 2.5 / (2.5 k + 2.5 k + 50
k) = |9.1V|, που είναι εντός των απόλυτων μέγιστων χαρακτηρισμών του AD5754R (ανατρέξτε στο φύλλο δεδομένων για περισσότερες πληροφορίες). Ένα μειονέκτημαtage αυτής της διαμόρφωσης είναι ότι η έξοδος του DAC καταναλώνει ισχύ μέσω της αντίστασης προστασίας 2.5 kΩ, προκαλώντας κάποια αυτοθέρμανση.

Η αντίσταση προστασίας 2.5 kΩ δεν επηρεάζει το HV ampκέρδος σωτηριωτή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρότερες τιμές, αλλά πρέπει να βρεθεί μια ορισμένη ισορροπία μεταξύ του τόμουtagΗ προστασία και η κατανάλωση ρεύματος και η αυτοθέρμανση που προκαλείται από την αντίσταση.

Τερματισμός λογισμικού

Το EVAL-CN0586 διαθέτει μια λειτουργία τερματισμού λειτουργίας ελεγχόμενη από λογισμικό που χρησιμοποιεί μια ακολουθία εντολών υλικολογισμικού και τη λειτουργία "Asynchronous Clear" του AD5754R DAC. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, μια επιπλέον έξοδος DAC (Κανάλι D) συνδέεται στον ακροδέκτη τερματισμού λειτουργίας ADHV4702-1. Η ακολουθία εντολών υλικολογισμικού θέτει το DAC Channel D χαμηλά, τερματίζοντας αποτελεσματικά την έξοδο του HV ampσωτηριωτής. Ρυθμίζει επίσης τις εξόδους του κύριου (Κανάλι Α) και μετατόπισης (Κανάλι Β) DAC στην ίδια ένταση εξόδουtagτιμή e, με αποτέλεσμα την έξοδο 0 V.
Η ακίδα /SD τραβιέται προς τα κάτω από προεπιλογή και υποστηρίζει λογική 2.5 V, ώστε το DAC να μπορεί να αντικατασταθεί από μια είσοδο/έξοδο γενικής χρήσης (GPIO).

Διακοπή λειτουργίας υπερθερμοκρασίας
Το σύστημα μπορεί να αποφύγει την υποβάθμιση της απόδοσης λόγω της λειτουργίας πέραν της προδιαγραφής μέγιστης θερμοκρασίας, αξιοποιώντας τα χαρακτηριστικά τερματισμού λειτουργίας και θερμικής παρακολούθησης του ADHV4702-1. Για να το εφαρμόσετε αυτό, η καρφίτσα /SD μπορεί να συνδεθεί με την καρφίτσα TMP χρησιμοποιώντας τον ενσωματωμένο βραχυκυκλωτήρα, JP4, ο οποίος επιτρέπει την ακίδα TMP voltage για να επιβεβαιώσετε τον τερματισμό της συσκευής. Ανατρέξτε στο φύλλο δεδομένων ADHV4702-1 για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτήν τη δυνατότητα.
Όταν επιλέγεται τερματισμός υπερθέρμανσης με χρήση JP4, τερματισμός λειτουργίας (λογισμικού) ελεγχόμενου από DAC για το HV ampσβηστής είναι απενεργοποιημένος. Η λειτουργία διαγραφής δεν επηρεάζεται.

Επαναφορά ενεργοποίησης (POR)
Το AD5754R διαθέτει ένα κύκλωμα POR που διασφαλίζει ότι ο καταχωρητής DAC τροφοδοτείται με μηδενικό κωδικό και ότι όλα τα κανάλια DAC βρίσκονται σε λειτουργία απενεργοποίησης. Αυτό σημαίνει ότι όλες οι είσοδοι στο κύκλωμα οδήγησης HV και η έξοδος HV έχουν επίσης ρυθμιστεί σε 0 V.

Προστασία ρυθμού ολίσθησης
Με συνεχή λειτουργία σε ή κοντά στο πλήρες εύρος ζώνης του ADHV4702-1, υπάρχει αυξημένο ρεύμα τροφοδοσίας που επηρεάζει τη θερμοκρασία διακλάδωσης, TJ, της συσκευής. Σε αυτόν τον σχεδιασμό, η συνιστώμενη είσοδος clampυιοθετείται η μέθοδος που χρησιμοποιεί το BAV1999LT1G. Clamping the διαφορική είσοδο voltagε με αυτόν τον τρόπο δampens τον ρυθμό περιστροφής και μειώνει το μεγάλο εύρος ζώνης σήματος του ADHV4702-1, αλλά το προστατεύει σε δυναμική λειτουργία.

Ασφαλής Περιοχή Λειτουργίας (SOA)
Είναι κρίσιμο σε high-voltagΕφαρμογές για την κατανόηση του SOA μιας συσκευής καθώς αντιπροσωπεύει την ικανότητα χειρισμού ισχύος της συσκευής. Στο CN0586, το ADHV4702-1 είναι υπεύθυνο για την οδήγησηtage και επομένως το SOA του πρέπει να επανεξεταστεί προσεκτικάviewεκδ. Λειτουργία σε υψηλές συχνότητες, π.χample, αυξάνει την κατανάλωση ρεύματος της συσκευής, γεγονός που αυξάνει άμεσα τη θερμοκρασία της διασταύρωσης, TJ. Δείτε το φύλλο δεδομένων προϊόντος για περισσότερες πληροφορίες.

Η παραπάνω γραφική παράσταση απεικονίζει το DC SOA του ADHV4702-1 και δείχνει την καμπύλη του ρεύματος εξόδου έναντι του όγκουtage κατά μήκος της εξόδου stagε του op-amp. Όταν λειτουργεί σε συνεχές ρεύμα, η συσκευή διαχέει την ισχύ που προέρχεται από τη διαφορά του όγκου εξόδουtage και τροφοδοσία, και το ρεύμα που αντλείται από το φορτίο. Οι περιοχές κάτω από την καμπύλη δείχνουν τα όρια για ασφαλή λειτουργία για διατήρηση TJ < 150 C.

Για να υπολογίσετε την εκτιμώμενη θερμοκρασία διασταύρωσης, χρησιμοποιήστε αυτόν τον τύπο:

Το VSYS είναι η συνολική παροχή που συμβολίζεται με |VCC-VSS|.
Το ISYS είναι η κατανάλωση ενέργειας της συσκευής.
Το θJA είναι η διασταύρωση με την περιβαλλοντική θερμική αντίσταση του εξαρτήματος.
TA είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος που λειτουργεί η συσκευή.

Τόσο η καμπύλη SOA όσο και η θJA μιας συσκευής είναι παράμετροι μοναδικές για την κατάσταση υπό την οποία δοκιμάζεται το προϊόν. Είναι καλή πρακτική σχεδιασμού να υπάρχει μια ανοχή κατά τον υπολογισμό χρησιμοποιώντας αυτές τις παραμέτρους.

Γείωση και απομόνωση
Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενες ενότητες, το CN0586 χρησιμοποιεί έναν ψηφιακό απομονωτή για την προστασία των πλακών ελέγχου, του υπολογιστή και άλλων περιφερειακών που προορίζονται για ψηφιακό έλεγχο. Αυτές οι συσκευές συνήθως καταλήγουν στο έδαφος. Για να διατηρηθεί η σχεδιασμένη προστασία, συνιστάται τα εξωτερικά τροφοδοτικά που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία του EVAL-CN0586-ARDZ να επιπλέουν ή να παρέχουν κάποια απομόνωση στη γείωση.

Το PCB έχει επίσης σχεδιαστεί για να αναγνωρίζει εύκολα το high voltage περιοχή από την ψηφιακή περιοχή, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7. Η περιοχή HV προστατεύεται επίσης από ένα πολυανθρακικό κάλυμμα στην κορυφή και μια ομοιόμορφη επίστρωση στο κάτω μέρος, ενισχύοντας την ασφάλεια του χρήστη.

ΚΟΙΝΕΣ ΠΑΡΑΛΛΑΓΕΣ

Αυτή η ενότητα περιγράφει τις κοινές παραλλαγές που μπορούν να εφαρμοστούν σε αυτό το σχέδιο αναφοράς.
Για το DAC, απαιτούνται τουλάχιστον δύο κανάλια για έλεγχο κύριας και μετατόπισης. Μια μικρότερη λύση DAC, το AD5689R, ένα 16-bit, dual compact voltagΜπορεί να ληφθεί υπόψη η έξοδος DAC, με εσωτερική αναφορά. Παρέχει παρόμοια ακρίβεια, αλλά σε μικρότερο αποτύπωμα 3 mm x 3 mm.
Για συστήματα υψηλότερης πυκνότητας, το AD5676R, ένα DAC 16 bit, 8 καναλιών ταιριάζει καλύτερα. Αυτή η συσκευή παρέχει επίσης μια ενσωματωμένη αναφορά και διατίθεται σε μικρότερη συσκευασία WLCSP ~2 mm x 2 mm.
Παραλλαγές οδηγού HV: για υψηλότερες απαιτήσεις ρεύματος μετάδοσης κίνησης, το LTC6090, ένα 140 V rail-to-rail op-amp, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση. Αν και το μέγιστο voltagΗ εμβέλεια είναι μειωμένη, μπορεί να παρέχει έως και 50 mA ρεύματος μετάδοσης κίνησης στο φορτίο-στόχο.

Για μια ολοκληρωμένη λύση, το AD8460 είναι ικανό να παρέχει εύρος εξόδου 80 V, συνεχές ρεύμα κίνησης 1 A, ρυθμό περιστροφής 1.8 kV/μs σε φορτίο 1000 pF και 1 MHz εύρους ζώνης οδηγού HV, σε συνδυασμό με ένα πρόγραμμα οδήγησης 14- bit DAC υψηλής ταχύτητας. Αυτή η λύση "bits in, power out" έρχεται επίσης με ψηφιακά χαρακτηριστικά όπως μια ενσωματωμένη γεννήτρια αυθαίρετης κυματομορφής (AWG), ψηφιακά προγραμματιζόμενο ρεύμα, voltage και παρακολούθηση θερμικών σφαλμάτων, και πολλά άλλα! Δείτε το φύλλο δεδομένων προϊόντος.

Το ίδιο το ADHV4702-1 μπορεί επίσης να τροποποιηθεί για να παρέχει μονάδα δίσκου υψηλότερου ρεύματος. Το σχήμα 8 δείχνει μια διαμόρφωση που αυξάνει την τρέχουσα ικανότητα κίνησης οποιουδήποτε ampσωτηριωτής. Χρησιμοποιώντας ένα διακριτό κέρδος ενότηταςtagε, το πρωτότυπο ampΔιατηρούνται οι δυνατότητες απόδοσης ακριβείας του lifier ενώ μεγιστοποιούνται οι τρέχουσες προδιαγραφές χειρισμού των διακριτών συσκευών.

Εικόνα 8. ADHV4702-1 Σχηματικό δίσκο εξόδου υψηλού ρεύματος
Όσον αφορά τη λύση ισχύος, το LT8365 προσφέρει voltages έως +/−420 V με τη χρήση του boost και voltage διαμόρφωση διπλασιαστή. Το Σχήμα 9 λαμβάνεται από μία από τις τυπικές εφαρμογές στο φύλλο δεδομένων προϊόντος.

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ
Το EVAL-CN0586-ARDZ συνδυάζεται με την πλακέτα μικροελεγκτή EVAL-SDP-CK1Z STM32F469NIH6 Arm® Cortex®-M4 με ψηφιακά περιφερειακά διαθέσιμα σε κεφαλές συμβατές με Arduino® Uno. Για πλήρη εγκατάσταση λογισμικού και υλικού και άλλες σημαντικές πληροφορίες, ανατρέξτε στον οδηγό χρήσης CN0586.

ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ

EVAL-CN0586-ARDZ
EVAL-SDP-CK1Z
+/−15V Τροφοδοτικό
Υπολογιστής με λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows 10 ή νεότερο

ΓΡΗΓΟΡΗ ΡΥΘΜΙΣΗ ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΗ

Βεβαιωθείτε ότι οι βραχυκυκλωτήρες και ο διακόπτης έχουν ρυθμιστεί στην προεπιλεγμένη θέση, όπως περιγράφεται στον οδηγό χρήσης. Συνδέστε την πλακέτα αξιολόγησης στην πλακέτα SDP-K1.
Συνδέστε τα εξωτερικά τροφοδοτικά +/−15 V στο P1, όπως φαίνεται στην Εικόνα 10. Βεβαιωθείτε ότι το κάλυμμα της πλακέτας είναι στερεωμένο για ασφάλεια και, στη συνέχεια, ενεργοποιήστε τα τροφοδοτικά.

Μόλις ενεργοποιηθεί η πλακέτα, συνδέστε το καλώδιο USB Type C μεταξύ της πλακέτας SDP-K1 και του υπολογιστή. Για να επικυρώσετε μια επιτυχημένη σύνδεση, αναζητήστε το LED DS2 με την ετικέτα SYS PWR στην πλακέτα SDP-K1. Εάν η λυχνία LED αναβοσβήνει με κόκκινο χρώμα, τότε ενδέχεται να υπάρχουν κάποια προβλήματα.
Εκτελέστε την εφαρμογή ACE. Στο παράθυρο "Έναρξη" του ACE,
το EVAL-CN0586-ARDZ θα πρέπει να εμφανίζεται στην ενότητα "Συνημμένο υλικό", όπως φαίνεται στην Εικόνα 11.
- Για την πρώτη εγκατάσταση, το ACE ζητά να εγκαταστήσετε το πρόγραμμα οδήγησης της προσθήκης για το CN0586.
- Εάν το υλικό EVAL-CN0586-ARDZ δεν εμφανίζεται στο συνημμένο υλικό, επαναφέρετε το τροφοδοτικό, τη σύνδεση υπολογιστή και το λογισμικό ACE.
Κάντε διπλό κλικ στην προσθήκη για να ανοίξετε τον πίνακα view, όπως φαίνεται στο Σχήμα 12.
Επιλέξτε την επιθυμητή «Εύρος εξόδου HV». Ρυθμίστε το "HV Out State" σε "Enabled" και εισαγάγετε την επιθυμητή τιμή εξόδου HV.

Η Python μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή προσαρμοσμένων μοτίβων ή κυματομορφών με το EVAL-CN0586-ARDZ. Το Σχήμα 13 και το Σχήμα 14 δείχνουν μερικά sample κυματομορφές που παράγονται χρησιμοποιώντας την Python exampπου περιλαμβάνονται στο σχέδιο files του CN0586. Ανατρέξτε στον οδηγό χρήσης για οδηγίες σχετικά με τον τρόπο ρύθμισης της Python χρησιμοποιώντας το PYADI-IIO.

ΜΑΘΕΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ

Πακέτο υποστήριξης σχεδίασης CN0586:
Οδηγός χρήσης CN0586
Ιστοσελίδα του ACE
Py-ADI II Wiki
Py-ADI II Github

ΦΥΛΛΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΠΙΝΑΚΕΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

CN-0586 Circuit Evaluation Board (EVAL-CN0586-ARDZ)
Πλατφόρμα επίδειξης συστήματος (EVAL-SDP-CK1Z)
Φύλλο δεδομένων AD5754R
ADHV4702-1 Φύλλο δεδομένων
ADUM4151 Φύλλο δεδομένων
Φύλλο δεδομένων LT8365

ΙΣΤΟΡΙΑ ΑΝΑΘΕΩΡΗΣΗΣ
6/2024—Αναθεώρηση 0: Αρχική έκδοση

ESD Προσοχή
Ευαίσθητη συσκευή ESD (ηλεκτροστατική εκκένωση). Οι φορτισμένες συσκευές και οι πλακέτες κυκλωμάτων μπορούν να αποφορτιστούν χωρίς ανίχνευση. Αν και αυτό το προϊόν διαθέτει κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ή αποκλειστικό κύκλωμα προστασίας, ενδέχεται να προκληθεί ζημιά σε συσκευές που υπόκεινται σε ESD υψηλής ενέργειας. Επομένως, θα πρέπει να λαμβάνονται κατάλληλες προφυλάξεις για την ESD για να αποφευχθεί η υποβάθμιση της απόδοσης ή η απώλεια λειτουργικότητας.

Τα κυκλώματα από τα κυκλώματα του Εργαστηρίου προορίζονται μόνο για χρήση με προϊόντα Αναλογικών Συσκευών και αποτελούν πνευματική ιδιοκτησία των Αναλογικών Συσκευών ή των δικαιοπαρόχων τους. Ενώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα κυκλώματα από τα κυκλώματα του Εργαστηρίου στο σχεδιασμό του προϊόντος σας, καμία άλλη άδεια δεν χορηγείται σιωπηρά ή με άλλο τρόπο βάσει οποιωνδήποτε διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας ή άλλης πνευματικής ιδιοκτησίας με εφαρμογή ή χρήση των κυκλωμάτων από τα κυκλώματα του Εργαστηρίου. Οι πληροφορίες που παρέχονται από την Analog Devices πιστεύεται ότι είναι ακριβείς και αξιόπιστες. Ωστόσο, τα κυκλώματα από τα κυκλώματα του Εργαστηρίου παρέχονται «ως έχουν» και χωρίς εγγυήσεις οποιουδήποτε είδους, ρητές, σιωπηρές ή νόμιμες, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, οποιασδήποτε σιωπηρής εγγύησης εμπορευσιμότητας, μη παραβίασης ή καταλληλότητας για συγκεκριμένο σκοπό και καμία ευθύνη δεν αναλαμβάνει η Analog Devices για τη χρήση τους, ούτε παραβιάσεις διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας ή άλλα δικαιώματα τρίτων που μπορεί να προκύψουν από τη χρήση τους. Η Analog Devices διατηρεί το δικαίωμα να αλλάξει οποιαδήποτε Κυκλώματα από τα κυκλώματα του Εργαστηρίου ανά πάσα στιγμή χωρίς προειδοποίηση, αλλά δεν έχει καμία υποχρέωση να το κάνει.

©2024 Analog Devices, Inc. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος. Τα εμπορικά σήματα και τα σήματα κατατεθέντα αποτελούν ιδιοκτησία των αντίστοιχων κατόχων τους. One Analog Way, Wilmington, MA 01887-2356, Η.Π.Α

analog.com

FAQ

Ε: Τι είναι το input voltagγκάμα του προϊόντος;
- Α: Η είσοδος τόμtagΤο εύρος είναι από 24 V έως 220 V.

Ε: Ποιος είναι ο μέγιστος όγκος εξόδουtagυποστηρίζεται;
- Α: Το προϊόν μπορεί να υποστηρίξει την έξοδο voltagέως 200 V.

Έγγραφα / Πόροι

ANALOG DEVICES CN-0586 Precision High Voltage Διπολική αναλογική μονάδα εξόδου [pdf] Οδηγός χρήστη
AD5754R, ADHV4702-1, LT8365, ADuM4151, CN-0586 Precision High Voltage Bipolar Analog Output Module, CN-0586, Precision High Voltage Bipolar Analog Output Module, High Voltage Διπολική μονάδα αναλογικής εξόδου, μονάδα διπολικής αναλογικής εξόδου, μονάδα αναλογικής εξόδου, μονάδα εξόδου, μονάδα

Αναφορές

Εγχειρίδιο χρήστη