概述
ADE1201^1^ 是一款單通道可配置隔離式數(shù)字輸入監(jiān)控解決方案，適用于能源輸送和分配應(yīng)用。ADE1201 可通過串行端口接口 (SPI) 配置為對數(shù)字輸入執(zhí)行隔離式測量，該數(shù)字輸入也稱為二進(jìn)制輸入或接觸輸入。DOUT1 引腳上的 ADE1201 數(shù)字輸出信號反映用戶可配置信號調(diào)理后的輸入信號狀態(tài)。SPI 協(xié)議支持尋址，允許多達(dá)八個套件共享一個 4 線 SPI 端口。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADE1201單通道可配置隔離式數(shù)字輸入技術(shù)手冊.pdf

ADE1201 應(yīng)用電路接受 ±10 V 直流至 ±300 V 直流或 8 V rms 至 240 V rms 的寬輸入電壓范圍。可編程濕電流和可靠應(yīng)用電路使該套件滿足嚴(yán)格的系統(tǒng)級電磁兼容性 (EMC) 要求。

ADE1201 包含一個 isoPower^?^ 集成隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，不再需要外部隔離式電源。iCoupler^?^ 芯片級變壓器技術(shù)用于在數(shù)字輸入監(jiān)控器的高電壓隔離端和低電壓非隔離端之間隔離邏輯信號。利用此技術(shù)可創(chuàng)建包含數(shù)據(jù)和電源隔離功能并且外形尺寸小巧的設(shè)計。

集成式逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和 1× 至 10× 的可編程增益放大器 (PGA) 可測量模擬輸入。通過 SPI 端口可傳輸 ADC 波形以進(jìn)行系統(tǒng)級診斷。

產(chǎn)品特色

1. 單通道可配置隔離式數(shù)字輸入。
2. 單個硬件設(shè)計支持 24 V 至 300 V 系統(tǒng)。
3. 可靠的架構(gòu)。
4. 支持系統(tǒng)級診斷。

應(yīng)用

• 能源輸送和分配
  • 多功能繼電器保護(hù)
  • 變電站電池監(jiān)控
  • 動力間或變電站聯(lián)鎖
  • 合并單元
  • 斷路器狀態(tài)指示
  • 遠(yuǎn)程終端設(shè)備
• 樓宇自動化

特性

• 單通道可配置隔離式數(shù)字輸入
• 可編程跳閘閾值
• 片內(nèi)去抖動濾波器
• 片內(nèi)數(shù)據(jù)和電源隔離
• 應(yīng)用電路監(jiān)控寬電壓范圍
  • ±10 V 直流至 ±300 V 直流
  • 8 V rms 至 240 V rms 交流
• 可編程濕電流
  • 高達(dá) 205 mA 的脈沖
  • 高達(dá) 6.3 mA 的恒流
• 安全和監(jiān)管審批
  • UL 認(rèn)證
    • 3750 V rms 持續(xù) 1 分鐘，符合 UL 1577 標(biāo)準(zhǔn)
  • CSA 元件驗收通知 5A（申請中）
    • CSA 61010-1：300 V rms
  • VDE 符合性證書（申請中）
    • DIN V VDE V 0884-11 (VDE V 0884-11):2017-1
    • VIORM = 565 V 峰值
• EMC 可靠解決方案支持繼電器保護(hù)系統(tǒng)級要求
• 提供系統(tǒng)診斷所需的 ADC 樣本
• 具有 PGA 的內(nèi)部 SAR ADC
• 3.3 V 單電源
  • 集成 isoPower 隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器
• 接口
  • SPI
  • DOUT1 輸出反映數(shù)字輸入的狀態(tài)
  • IRQ 中斷引腳
• 工作溫度：?40°C 至 +125°C
• 采用 20 引腳 LGA 封裝，爬電距離為 6.8 mm

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

測試電路
典型的ADE1201應(yīng)用電路如圖20所示。

工作原理

ADE1201 是一款單通道、可配置的隔離式數(shù)字輸入監(jiān)測器，專為電能傳輸和分配應(yīng)用而設(shè)計。ADE1201 包含一個隔離側(cè)和一個非隔離側(cè)（見圖21）。

僅需一個3.3 V電源即可為ADE1201供電。隔離側(cè)電源（VDDI引腳和GNDPI引腳）由內(nèi)部隔離式直流 - 直流轉(zhuǎn)換器供電，該轉(zhuǎn)換器由VDD引腳供電，位于非隔離側(cè)。isoPower技術(shù)無需外部隔離電源。

器件的隔離側(cè)集成了PGA、SAR ADC、可編程負(fù)載和門驅(qū)動器。數(shù)字隔離器允許隔離側(cè)與非隔離側(cè)進(jìn)行通信。非隔離側(cè)對來自隔離側(cè)的ADC數(shù)據(jù)進(jìn)行信號調(diào)理，并生成DOUT1數(shù)字輸出。數(shù)字輸出反映了來自隔離側(cè)的IN1數(shù)字輸入的狀態(tài)。

SPI用于初始化ADE1201，并且可在運行期間用于監(jiān)測狀態(tài)和ADC波形。

電源供應(yīng)與連接

VDD、VLDO和GND引腳
將VDD引腳連接到3.3 V邏輯電源。按照表16中所示，使用推薦的電容對這些引腳與GND引腳進(jìn)行去耦，并參閱布局指南部分了解相關(guān)建議以及如何進(jìn)行這些連接。

GND引腳
GND引腳是指本地電路的接地基準(zhǔn)。隔離接地引腳（GNDPI引腳）用于為內(nèi)部可編程負(fù)載的電流提供回流路徑。位于引腳10的GND引腳用作內(nèi)部隔離電源和LDO穩(wěn)壓器的參考。引腳1和引腳10都需要連接到印刷電路板的高壓接地層。有關(guān)詳細(xì)的接地方法，請參閱布局指南部分。

VDDI和VDDL電源
VDDI引腳是2.0 V隔離側(cè)電源輸出，VDDL引腳是模擬LDO穩(wěn)壓器的1.8 V輸出。在引腳10處對這些引腳進(jìn)行去耦，并參閱表16中的推薦電容以及布局指南部分的相關(guān)建議。

注意：無需從VDDI和GNDPI隔離電源輸出提供外部組件。

上電

在上電時，由管理一個或多個ADE1201設(shè)備組成的系統(tǒng)的主機控制器必須執(zhí)行以下步驟：

1. 向VDD引腳提供3.3 V電源。直流 - 直流轉(zhuǎn)換器啟動并為ADE1201的隔離側(cè)供電。有關(guān)設(shè)備上電時間的完整詳細(xì)信息，請參閱表3。
2. 要確定ADE1201設(shè)備何時準(zhǔn)備好接受命令，請讀取每個設(shè)備的INT_STATUS寄存器，將第14位（RSTDONE）設(shè)置為1。
3. 使用SPI初始化每個ADE1201的配置寄存器（BIN_FILTER、PL_EN和PGA_GAIN）。
4. 將0x0ADE1寫入LOCK寄存器以完成配置過程。