EV高電圧ドライブトレイン試験

AD7606C-18は、8チャンネル同時サンプリングの18ビットA/D変換データ・アクイジション・システム（DAS）です。各チャンネルにはアナログ入力クランプ保護機能、プログラマブル・ゲイン・アンプ（PGA）、ローパス・フィルタ（LPF）、18ビット逐次比較レジスタ（SAR）、A/Dコンバータ（ADC）が組み込まれています。また、柔軟なデジタル・フィルタ、ADC駆動用の低ドリフト2.5V高精度リファレンスおよびリファレンス・バッファ、柔軟なパラレル・インターフェースとシリアル・インターフェースも内蔵しています。

AD7606C-18は5V単電源で動作し、次の入力レンジに対応しており、すべてのチャンネルで、1 MSPSのスループット・レートでサンプリングを行います。

• バイポーラ・シングルエンド：±12.5V、±10V、±6.25V、±5V、±2.5V
• ユニポーラ・シングルエンド：0V～12.5V、0V～10V、0V～5V
• バイポーラ差動：±20V、±12.5V、±10V、±5V

入力クランプ保護機能により、最大±21Vの電圧に耐えることができます。単電源動作、内蔵フィルタ、高い入力インピーダンスにより、バイポーラ電源を必要とする外付けドライバ・オペアンプは不要です。低スループット・レートのアプリケーションでは、AD7606C-18の柔軟なデジタル・フィルタを使用して、ノイズ性能を改善することができます。

ハードウェア・モードのAD7606C-18は、AD7608およびAD7609と完全互換です。ソフトウェア・モードでは、以下の拡張機能を使用することができます。

• チャンネルごとに選択可能なアナログ入力レンジ（追加範囲あり）
• チャンネルごとに選択可能な高帯域幅モード（220kHz）
• 追加のオーバーサンプリングオプション（最大256のオーバーサンプリング比）
• システム・ゲイン、システム・オフセット、システム位相のキャリブレーション（チャンネルごと）
• アナログ入力オープン・サーキット検出器
• 診断用マルチプレクサ
• 各種モニタ機能（シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）の無効読出し／書込み、巡回冗長検査（CRC）、ビジー・スタック・モニタ、およびリセット検出）

このデータシートでは、RD/SCLKなどの多機能ピンについてはすべてのピン名を表記しますが、特定の機能のみが該当するような説明箇所では、SCLKピンのように1つのピン機能だけを表記しています。

アプリケーション

• 電力線のモニタリング
• 保護リレー
• 多相モータ制御
• 計測器および制御システム
• データ・アクイジション・システム

ADN4620/ADN4621は最大2.5Gbpsで動作するデュアル・チャンネルの信号絶縁型低電圧差動伝送（LVDS）バッファで、ジッタが非常に小さい値に抑えられています。高速動作用に強化されたアナログ・デバイセズのiCoupler^®技術を採用しており、LVDSシグナル・チェーンのガルバニック絶縁をドロップイン方式で実現できます。LVDSレシーバーおよびLVDSドライバとのACカップリングやレベル・シフトによって、電流モード・ロジック（CML）など、その他の高速信号の絶縁も可能です。

ADN4620/ADN4621はリフレッシュ機構を備えており、入出力の状態を監視して、データ遷移がない場合（例えばパワーオン時）は状態が変化しないようにしています。消費電力を下げ低ジッタの高速動作を実現できるように、絶縁回路には1.8V電源を使用します。一方、LVDSレシーバーには3.3V電源を使用し、データシートの表2に示すように、0V～2.4Vの入力電圧範囲（入力コモンモード + 差動入力電圧）でコモンモード電圧範囲全体をサポートしています。

これらのデバイスは、広範な工業用温度範囲にわたって完全に仕様規定されており、沿面距離5.3mmの小型SSOPパッケージを採用しています（AC電源電圧の強化絶縁に対応）。

アプリケーション

• アナログ・フロントエンドの絶縁
• データ・プレーンの絶縁
• 絶縁型高速クロックとデータ・リンク
• マルチギガビット・シリアライゼーション／デシリアライゼーション（SERDES）
• PCB間通信の光学的な置換（ショート・リーチ・ファイバなど）

第7,075,329号、第9,941,565号、および第10,205,442号米国特許により保護されています。その他の特許は申請中です。

ADuM4146は、炭化ケイ素（SiC）金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）の駆動用に特別に最適化された1チャンネル・ゲート・ドライバです。入力信号と出力ゲート・ドライバ間の分離には、アナログ・デバイセズのiCoupler^®技術が使用されています。

ADuM4146はミラー・クランプ回路を内蔵しており、ゲート電圧が2Vを下回った場合にシングルレール電源で確実にSiCをオフにできます。ミラー・クランプ動作あり／なしのどちらでも、ユニポーラまたはバイポーラの2次電源動作が可能です。

アナログ・デバイセズのチップ・スケール・トランスを内蔵しているので、チップの高電圧領域と低電圧領域間で制御情報の絶縁型通信も可能です。チップの状態に関する情報は、専用の出力から読み出すことができます。2次側での故障発生後のデバイスのリセット制御は、デバイスの1次側で行います。

ADuM4146には、高電圧短絡回路のSiC動作を保護する非飽和検出回路が内蔵されています。非飽和保護の機能には、最初のターンオンによる電圧スパイクをマスクすることを目的とした、スイッチング・イベント後の300nsのマスキング時間など、ノイズ低減機能も含まれます（データシートの図17を参照）。オプションで500μAの電流源を内蔵することで、デバイス数を少なくできます。ただし、ノイズ耐性を向上する必要がある場合は、内部ブランキング・スイッチを使用して外部電流源を追加できます。

2次低電圧ロックアウト（UVLO）は、共通のSiCと絶縁型ゲート・バイポーラ・トランジスタ（IGBT）のレベルを考慮し、グレードAの場合は14.5V（代表値）に、グレードBとグレードCの場合は11.5V（代表値）に設定されます。

アプリケーション

• SiC/MOSFET/IGBTゲート・ドライバ
• 太陽光発電（PV）インバータ
• モータ駆動
• 電源

電源システムを工業用設定や通信用設定でテスト／評価するには、多くの場合、複数の電圧測定や電流測定が必要です。個々の電源が異なるグラウンドを基準とする場合、正または負の極性を持つ場合、または、他の電源ドメインと明確な関係性を持たずにフロート状態になっている場合があります。そのような状況では、個別にフロート状態のマルチメータを使用するか、チャンネルごとに絶縁してマルチチャンネル・メータを使用する必要がありますが、これらは物理的に複雑でコストもかかります。

図 1 に示す回路は、工業、通信、計測器、自動試験装置（ATE）などのアプリケーション向けのフル機能絶縁型電流電圧測定システムです。システムはガルバニック絶縁がなされており、ホスト・コントローラと測定グラウンドの間で最大+/−250V を許容できます。この絶縁設計には、デジタル・データと電源ドメイン信号の両方が含まれており、測定される回路に電源を追加する必要はありません。

電流入力範囲は+/−10A で、電圧入力範囲は 16V～80V の間でいくつかのレンジを選択可能です。電圧入力と電流入力は共に、出力データ・レートと信号帯域幅が調整可能な 16 ビットの分解能で、50Hz と 60Hz の電源ライン・ノイズを除去するモードを備えています。

回路は Arduino フォーム・ファクタのプラットフォーム・ボードに対応し、ロジック電圧は 1.8V～5Vです。オープンソースのファームウェアの例と組み合わせると、アプリケーション・ソフトウェアは、C、C#、MATLAB、Python、LabVIEW とのバインドを含む libiio ライブラリを使用し、Linux の産業用入出力（IIO）フレームワークを通じてリファレンス設計と容易にやり取りを行うことができます。