Texas Instruments ADS131B02-Q1雙通道Δ-Σ模數轉換器 (ADC) 是一款雙通道、同步采樣、24位、Δ-Σ (Δ-Σ) ADC。該ADC具有寬動態范圍、低功耗和緩沖模擬輸入，因此非常適合用于汽車電池管理系統 (BMS)。ADC輸入可直接連接分流電阻器（用于雙向電池電流測量）、電阻分壓器網絡（用于高壓測量）或溫度傳感器（例如熱敏電阻器或模擬輸出溫度傳感器）。

數據手冊；*附件：Texas Instruments ADS131B02-Q1 2通道Δ-Σ ADC數據手冊.pdf

Texas Instruments ADS131B02-Q1單獨ADC通道可以根據傳感器輸入進行獨立配置。低噪聲、可編程增益放大器 (PGA) 提供了從1到128的增益，以放大低電平信號。該器件具有全局斬波模式，可在整個溫度和時間范圍內消除失調漂移。此外，該器件集成了偏移與增益校準寄存器，有助于消除信號鏈誤差。該器件集成了低漂移、1.2V電壓基準和精密振蕩器，從而可減小印刷電路板 (PCB) 面積。在數據輸入、數據輸出和寄存器映射上可選的循環冗余校驗 (CRC) 可保持通信完整性。

該完整模擬前端 (AFE) 采用20引腳TSSOP封裝，可在–40°C至+125°C汽車溫度范圍內正常工作。

特性

• 符合汽車應用類AEC-Q100標準
  • TA 溫度等級1：-40°C至+125°C
• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統設計的文檔
• 兩個同步采樣差分輸入ADC
• 可編程數據速率高達32kSPS
• 可編程增益高達128
• 噪聲性能
  • 在1kSPS、增益 = 8時：0.82μVRMS
• 全局斬波模式，可在整個溫度和時間范圍內消除失調漂移
• 可實現直接傳感器連接的高阻抗模擬輸入
• 集成的負電荷泵允許輸入信號測量值低于接地值
• 通道間串擾：–120dB
• 1.2V低漂移內部基準
• 精密內部振蕩器
• 用于通信和寄存器映射的循環冗余校驗器 (CRC)
• 2.7V至3.6V模擬和數字電源
• 低功耗：3mW（3.3V AVDD和DVDD時）

功能框圖

?ADS131B02-Q1汽車級Δ-Σ ADC技術解析與應用指南?

?一、核心特性與設計優勢?

1. ?高精度與可靠性?
   • ?24位分辨率?與?32 kSPS采樣率?，支持同步采樣雙通道，滿足汽車BMS系統對電流/電壓監測的嚴苛要求。
   • ?AEC-Q100 Grade 1認證?（-40°C至+125°C），集成功能安全文檔，適用于安全關鍵型應用。
   • ?全局斬波模式?可消除溫漂和時漂，典型偏移誤差低至±0.4 μV（啟用后）。
2. ?靈活的模擬前端?
   • ?PGA增益可編程?（1至128倍），直接連接傳感器（如分流電阻、熱電偶），支持差分輸入范圍±1.2 V（增益=1時）。
   • ?負電荷泵?允許輸入信號低于地電平，單電源即可處理雙向信號。
3. ?低功耗與集成化設計?
   • 三種功耗模式（HR/LP/VLP），最低功耗僅3 mW（3.3 V供電）。
   • 內置1.2 V基準源、精密振蕩器及CRC校驗，減少外圍元件需求。

?二、關鍵參數與性能表現?

• ?噪聲性能?：0.82 μVRMS（1 kSPS，增益=8），信噪比達128 dB（全局斬波模式）。
• ?通道隔離?：串擾低至-120 dB，確保多通道數據獨立性。
• ?長期穩定性?：增益誤差漂移<40 ppm/°C，基準電壓溫漂±0.5%。

?表：不同增益下的輸入滿量程范圍?

?三、典型應用電路設計?

1. ?BMS電流檢測方案?
   • 通過分流電阻直接連接AINxP/AINxN，利用PGA放大微小壓降（如100 mV滿量程時增益=12）。
   • 全局斬波模式消除熱漂移，提升長期測量精度。
2. ?電源時序與布局建議?
   • ?去耦電容?：AVDD/DVDD需并聯1 μF陶瓷電容，CAP引腳接220 nF電容。
   • ?接地隔離?：AGND與DGND單點連接，降低數字噪聲干擾。

?四、寄存器配置與數據接口?

• ?SPI通信?：支持CPOL=0/CPHA=1模式，時序需滿足tw(SCL)≥20 ns。
• ?關鍵寄存器?：
  • CLOCK寄存器設置OSR（如1024對應4 kSPS）和功耗模式。
  • GAIN寄存器獨立配置各通道增益。

?五、選型與替代建議?

• ?適用場景?：電動汽車充電樁、ESS儲能系統、高精度溫度監測。
• ?競品對比?：相比ADS131A04，ADS131B02-Q1集成負電荷泵，更適合單電源負壓檢測。