內(nèi)置動(dòng)態(tài)功率控制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器AD5755 (ADI)

隨著工廠過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用達(dá)到一定密度水平，不斷增加的功耗和散熱問題開始削弱設(shè)備的性能、可靠性和安全性。ADI公司高度集成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器AD5755是一款帶動(dòng)態(tài)功率控制、功能完善的多通道控制IC，內(nèi)置4個(gè)帶可編程電壓或4至20 mA輸出驅(qū)動(dòng)器的16位精密DAC。這一器件可以提高系統(tǒng)生產(chǎn)力，同時(shí)還能在不影響安全性和可靠性的條件下降低功耗。

AD5755首次集成了創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)功率控制，其工作原理是連續(xù)檢測負(fù)載阻抗，為負(fù)載提供所需功率，同時(shí)將系統(tǒng)其他部分的功率損耗降至最低，這樣可以降低自熱和升溫效應(yīng)。據(jù)ADI中國技術(shù)支持中心經(jīng)理聶海霞介紹：“與其它控制器技術(shù)相比，AD5755降低了80%的功耗，同時(shí)，凈散熱（硅片溫度減去環(huán)境溫度）增強(qiáng)75%。”

圖：ADI中國技術(shù)支持中心經(jīng)理聶海霞

如下圖所示，以空載的情況為例，使用固定30V電源4通道系統(tǒng)的總功耗為2.88W。而集成動(dòng)態(tài)功率控制（DPC）的方案中，DC-DC得到零負(fù)載的反饋后輸出其最低電壓7V，系統(tǒng)的總功耗僅為0.672W，降低為傳統(tǒng)解決方案的1/4。

圖：集成DPC的AD5755可顯著降低系統(tǒng)功耗

聶海霞表示：“AD5755具有全通道規(guī)格，最高總非調(diào)整誤差為0.05%，相對精度±0.003%（最大值），無須系統(tǒng)校準(zhǔn)，有效縮短了開發(fā)時(shí)間，降低了系統(tǒng)維護(hù)成本?！比缦聢D所示，其單芯片架構(gòu)與多個(gè)轉(zhuǎn)換器、電源管理、線性及其他功能相結(jié)合，增加了MTTF（平均故障間隔期）并且提升了可靠性。同時(shí)，產(chǎn)品還內(nèi)置各種實(shí)時(shí)故障分析診斷功能，包括通信、連接和接口提醒，簡化設(shè)計(jì)任務(wù)并延長正常工作時(shí)間。

此外，AD5755支持標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電壓和電流輸出范圍，可與標(biāo)準(zhǔn)HART（可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道）協(xié)議調(diào)制解調(diào)器配套使用。片內(nèi)還集成一個(gè)5 ppm/°C內(nèi)部基準(zhǔn)電壓、用戶可調(diào)失調(diào)、增益寄存器和一個(gè)30 MHz SPI（串行外設(shè)接口）的兼容接口。

 
圖：AD5755結(jié)構(gòu)框圖

“內(nèi)置動(dòng)態(tài)功率控制使ADC的結(jié)溫和自熱效應(yīng)得到有效的控制，使得在單芯片中集成4通道24mA輸出的精密轉(zhuǎn)換器成為可能，”聶海霞表示，“AD5755將在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮其低功耗和低散熱的優(yōu)勢，特別是在有數(shù)以萬計(jì)的過程控制節(jié)點(diǎn)的工廠過程控制系統(tǒng)中。”