概述
ADE9103/ADE9112/ADE9113 同時具有高精度 對 DC 的 Σ-Δ 模數轉換器 （ADC） 進行采樣 以及基于多相分流器的電能計量應用。這 ADE9113 集成了安全認證的信號和電源電流 具有三個同時采樣全差分 24 位的隔離 Σ-Δ ADC通道。ADE9112具有兩個全差分 Σ-Δ ADC 通道適用于只有一個電壓的隔離式應用 channel 是必需的。ADE9103 為非隔離式 3 通道 Σ-Δ ADC 用于不需要隔離的應用，例如 至于中性測量。ADE9103/ADE9112/ADE9113全部 包括一個最適合與 分流電阻器作為電流傳感器。多個ADE9103/ADE9112/ ADE9113設備可以同時同步到樣品 并提供連貫的輸出。
數據表：*附件：ADE9103 ADE9112 ADE9113帶SPI的隔離式適馬三角型ADC技術手冊.pdf

電流通道 ADC 提供 86 dBFS 信噪比 比率 （SNR），采樣速率為 4 kSPS，1.65 kHz 信號 帶寬和 13 ppm/°C 的典型增益漂移，從而支持 精度低至 0.2 級。電壓 ADC 的 SNR 小于 10 μm 在相同的采樣率和帶寬上達到 91 dBFS。高增益 在電流通道（IP 和 IM）上有助于使用較低的電阻 分流器，用于減少因熱量引起的損失。2 的低偏移漂移 nV/°C 提供直流計量所需的性能。

ADE9103/ADE9112/ADE9113 可節省系統成本 以及更高的穩健性。主要ADE9103/ADE9112/ADE9113 可以驅動多達三個額外 ADE9103/ADE9112/ 的時鐘 ADE9113 與單晶。雙向串行端口接口 （SPI） 支持菊花鏈功能，允許訪問 所有寄存器，同時減少所需的微控制器 pin 數量。 28 引腳 SOIC_W_FP 可實現更緊湊的布局。有效數據 通過雙向循環冗余校驗確保傳輸 （CRC） 和 IRQ 引腳向系統發出嚴重故障警報。The ADE9112 ADE9113 2 層通過 CISPR 32 B 類輻射 增加高壓的印刷電路板 （PCB） 電容器和帶有內部拼接電容器的 4 層 PCB。

應用

• 基于分流器的多相表
• 電動車供電設備
• 直流電表
• 電能質量監測
• 太陽能逆變器
• 過程監控
• 保護裝置
• 隔離的傳感器接口

特性

• 同時隔離 2 （ADE9112） 或 3 （ADE9113） 通道 采樣 Σ-Δ ADC，集成 isoPower、隔離式 DC-DC 轉換器
• 3 （ADE9103） 通道非隔離式同步采樣 Σ-Δ ADC
• 多個 ADE9103/ADE9112/ADE9113 設備同步
• 具有雙向 CRC 和菊花鏈功能的 4 線 SPI
• 唯一的 SPI 可讀器件 ID 寄存器
• 多達 4 個 ADE9103/ADE9112/ADE9113 器件，由單晶振或外部時鐘提供時鐘
• 用于故障檢測和穩健性的 IRQ 硬件引腳和寄存器
• 采樣率高達 32 kSPS
• SNR 高達 95 dB
• 電流通道的 ±31.25 mV 峰值模擬輸入電壓范圍
• ±500 mV 峰值單端模擬輸入電壓范圍，用于電壓通道
• 內部電壓基準溫度系數：<13 ppm/°C（典型值）
• ADC 失調漂移：<2 nV/°C（典型值）
• 非常適合 AC 和 DC 測量系統
• 用于隔離和非隔離測量的 3.3 V 單電源
• 緊湊的 28 引腳寬體，具有更細間距的 SOIC 封裝，爬電距離為 8.3 mm
• 溫度范圍：?40°C 至 +125°C
• 通過 CISPR 32 B 類射頻輻射
• ADE9112 和 ADE9113 安全和監管批準
  • 需要 IEC 60747-17 合格證書
  • 5000 V RMS，持續 1 分鐘，符合 UL 1577 標準
  • IEC 61010-1 和 IEC 62368-1

典型應用電路

框圖

時序圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

模擬輸入

ADE9113有三個模擬輸入：一個電流通道和兩個電壓通道。ADE9112沒有第二個電壓通道。電流通道有兩個全差分電壓輸入引腳IP和IM，可接收最大±31.25mV的差分信號。

最大IP電壓（Vip）信號電平為±31.25mV。IM輸入引腳允許的最大IM電壓（Vim）信號電平為±25mV。圖30展示了電流通道的原理圖以及IM引腳電壓的最大值關系。

需注意，電流通道檢測分流器兩端的電壓。在這種情況下，分流器的一端接地，成為電表（見圖35）的接地端，因此電流通道采用偽差分配置，類似于電壓通道配置（見圖31）。

V1和V2電壓通道是全差分通道，但通常采用偽差分設置。這些差分電壓輸入的最大輸入電壓為±1000mV。如果采用偽差分方式，電壓輸入引腳的最大電壓為±500mV，對應V1M或V2M。Vxp或Vxm引腳上允許的最大電壓信號為±600mV。圖31展示了電壓通道輸入及其與最大Vxm電壓關系的原理圖。

模數轉換

ADE9103/ADE9112/ADE9113采用三階多位Σ - Δ模數轉換器（ADC）。為簡化說明，圖32的框圖展示了一階Σ - ΔADC。Σ - Δ轉換器由Σ - Δ調制器和數字低通濾波器（LPF）組成，中間由數字隔離模塊隔開。

Σ - Δ調制器以采樣時鐘決定的速率，將輸入信號轉換為連續的1和0串行流。在ADE9103/ADE9112/ADE9113中，采樣時鐘等于XTALIN（16.1024MHz，當XTALIN = 16.384MHz時為1.024MHz）。反饋回路中的數模轉換器（DAC）由串行流驅動。DAC輸出反饋到輸入信號。如果環路增益足夠大，DAC輸出的平均值（即串行流中的任何位）將逼近輸入信號電平。因此，給定輸入值在單個采樣間隔內，DAC輸出數據中的1位實際上無意義。只有在完成大量采樣的平均后，才能得到有意義的結果。在數據通過數字隔離器后，該平均過程由數字LPF完成。通過對大量位數進行平均，LPF可產生與輸入信號電平成比例的24位數據字。

Σ - Δ轉換器使用兩種技術從本質上實現1位轉換以獲得高分辨率。第一種技術是過采樣。過采樣意味著信號以高于感興趣帶寬的速率進行采樣。例如，當XTALIN = 16.384MHz時，ADE9103/ADE9112/ADE9113的采樣速率為1.024MHz，感興趣的帶寬為40Hz至3.3kHz。過采樣會將量化噪聲（主要由采樣引起的噪聲）擴展到更寬的帶寬。通過對感興趣帶寬內的噪聲進行濾波，可降低量化噪聲，如圖33所示。