電路描述

　　AD7280A是一款完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，內(nèi)置一個高壓輸入多路復(fù)用器、一個低壓輸入多路復(fù)用器、一個12位、1 μs SAR ADC和用于通道時序控制的片內(nèi)寄存器。HV MUX用于測量串聯(lián)鋰離子電池單元，如圖1所示。LV MUX提供單端ADC輸入，可結(jié)合外部熱敏電阻測量個別電池單元的溫度；如果不需要溫度測量，則可利用輔助ADC輸入轉(zhuǎn)換任何其它0 V至5 V輸入信號。另外還提供2.5 V精密基準(zhǔn)電壓源和片內(nèi)電壓調(diào)節(jié)器。

　　AD8280是一款用于鋰離子電池組的純硬連線安全監(jiān)控器，配合AD7280A使用時，可提供具有可調(diào)閾值檢測和共用或單獨報警輸出的低成本、冗余、備用電池監(jiān)控器。它具有自測功能，因此適合混合動力電動汽車等高可靠性應(yīng)用或者不間斷電源等高壓工業(yè)應(yīng)用。AD7280A和AD8280均從監(jiān)控的電池單元獲得電源。

　　ADuM5404集成一個DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于向ADuM1400和ADuM1401隔離器的高壓端供電，以及向AD7280A SPI接口提供VDRIVE電源。這些4通道、磁性隔離電路是安全、可靠、易用的光耦合器替代解決方案。

　　為了優(yōu)化菊花鏈在高噪聲條件下的通信性能（例如遇到電池干擾時），菊花鏈信號被屏蔽在印刷電路板（PCB）的一個內(nèi)層上，上下都由VSS電源層提供屏蔽，該電源層連接到菊花鏈中上一個器件的VSS引腳。圖2所示為EVAL-CN0235-SDPZPCB 的頂層，包含AD7280A的上部屏蔽，圖5所示為底層，包含AD8280的上部屏蔽。圖3所示為內(nèi)層（第2層），它包含屏蔽的菊花鏈信號，下方的屏蔽在圖4所示的第3層上實現(xiàn)。每個菊花鏈連接上都配有22 pF電容，根據(jù)菊花鏈的數(shù)據(jù)流方向，這些電容端接于上一個器件的VSS引腳或下一個器件的VDD引腳。PD、CS、SCLK、SDI和CNVST菊花鏈連接沿菊花鏈向上傳遞數(shù)據(jù)，因此這些引腳上的22 pF電容端接于上一個器件的VSS引腳。

　　圖2. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的頂層包含AD7280A菊花鏈信號的上部屏蔽

　　圖3. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的第2層包含屏蔽的AD7280A菊花鏈信號

　　圖4. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的第3層包含屏蔽的AD8280菊花鏈信號

　　圖5. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的底層包含AD8280菊花鏈信號的上部屏蔽

　　SDOlo和ALERTlo菊花鏈連接沿菊花鏈向下傳遞數(shù)據(jù)，因此這些引腳上的22 pF電容端接于下一個器件的VDD引腳。使用一條低阻抗走線將下一個器件的VDD與上一個器件的VSS直接相連，使這兩個電位在高噪聲環(huán)境下盡可能接近。

　　隔離柵處的接地護欄用于圍住PCB左側(cè)構(gòu)成的低壓端。該護欄由通過過孔系在一起的保護環(huán)組成，連接到板上所有層的數(shù)字地。到達(dá)電路板邊緣的電源層與接地層上的噪聲可能會輻射，但采用這種屏蔽結(jié)構(gòu)時，噪聲會被反射回來。

　　當(dāng)驅(qū)動電流源跨過接地層之間的間隙時，也可能產(chǎn)生輸入至輸出的偶極子輻射。為將這種效應(yīng)降至最小，隔離間隙處使用一個連續(xù)的屏蔽體，從而將接地層擴展至PCB的所有層上，以利用屏蔽重疊部分構(gòu)成跨隔離柵耦合。各層上的隔離間隙保持最小，測試板使用0.008英寸的間隙。有關(guān)isoPower?器件（如本電路所用的ADuM5404）輻射控制的更多建議，請參閱應(yīng)用筆記AN-0971。