国芯思辰| 国产同步采样24位模数转换器替换ADS1278应用于新能源逆变器的高精度功率测量

摘要：新能源逆变器的功率测量是发电效率评估、并网电能质量监测与故障预警的重要环节，为满足新能源逆变器高精度功率测量对多通道同步、宽动态范围信号采集的需求，本文主要介绍一颗国产同步采样24位模数转换器应用于新能源逆变器的高精度功率测量，该芯片能够PIN TO PIN替

新能源逆变器的功率测量是发电效率评估、并网电能质量监测与故障预警的重要环节，为满足新能源逆变器高精度功率测量对多通道同步、宽动态范围信号采集的需求，本文主要介绍一颗国产同步采样24位模数转换器应用于新能源逆变器的高精度功率测量，该芯片能够PIN TO PIN替换ADS1278，是理想的国产替换方案。

新能源逆变器的功率波动范围大，且功率计算依赖电压与电流的相位同步性，该国产模数转换器支持8通道和24位高精度，能实现逆变器全功率范围的精准采集。该芯片支持高达144kSPS的数据采样速率，能够对输入的模拟信号进行极为精细的量化，有效提高了测量的准确性和系统的分辨率。

四种模式选择：高速(HS)模式，速度最快，搭配37MHz的时钟可达144kSps，-3dB带宽70kHz；高精度(HR)模式，精度最高，SNR可达111.7dB，THD可达-122.9dB，功耗仅20.8mW/通道；低功耗(LP)模式，输出速率与HR模式相同，但功耗几乎减半；低速(LS)模式，适用于低速的采集，功耗低至2.7mW/通道。且该芯片直接使用PIN脚控制，无需编译寄存器，便于客户使用。

该国产模数转换器使用的是高阶多比特Delta-sigma调制器，将带内噪声整形后通过片上数字抽取滤波器滤除，从而获得了非常低的带内噪声功率。可选择两种片内数字滤波器：高带宽FIR滤波器，有效带宽达到了奈奎斯特带宽的90.6%，同时带内纹波小于±0.005dB；低延迟SINC滤波器，可在6个周期内产生稳定的数据输出，且有更优的噪声性能。其特性如下：

• 8通道同步采样，数据速率可达144kSps

• 高带宽FIR滤波器与低延迟SINC滤波器可选

• 低功耗：HS模式：34.0mW/通道；

HR模式：20.8mW/通道；

LP 模式：10.9mW/通道；

LS 模式：2.7mW/通道；

• 轨到轨输入共模电平

• 共模抑制比：116dB

• 模拟电源5V；数字电源1.8V

• IO 电源：1.8V~3.3V

• SPI或帧同步接口，支持菊花链模式

• ESD等级：HBM±2kV，CDM±2kV；Latch-up ±600mA