AMC131M03-Q1 是一款精密三通道、隔離式、同步采樣、24 位、Δ-Σ （ΔΣ） 模數轉換器 （ADC）。AMC131M03-Q1 具有寬動態范圍、低功耗，專為汽車應用中的隔離電壓和電流測量而設計。由于器件輸入阻抗高，ADC輸入可以直接連接到電阻分壓器網絡或分流電流傳感器。

AMC131M03-Q1 具有完全集成的隔離式 DC/DC 轉換器，允許從器件的低端進行單電源作。增強型電容隔離柵已通過 VDE V 0884-17 和 UL1577 認證。該隔離柵將系統中在不同共模電壓電平下運行的部件分開，并保護低壓部件免受損壞。
*附件：amc131m03-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C，T A
• 三個隔離式同步采樣ΔΣ ADC，帶差分輸入
• 單電源作（3.3 V 或 5 V），集成 DC/DC 轉換器
• 低 EMI：符合 CISPR-11 和 CISPR-25 標準
• 可編程數據速率高達 64 kSPS
• 可編程增益高達 128
• 具有循環冗余校驗 （CRC） 功能的 4 線 SPI 接口
• 安全相關認證：
  • 7070V 峰值增強隔離，符合 DIN EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 標準
  • 5000V RMS 隔離 1 分鐘，符合 UL1577 標準
• 封裝：20引腳寬體SOIC

參數

方框圖

AMC131M03-Q1 是德州儀器（Texas Instruments）推出的汽車級三通道 24 位隔離式 ΔΣ 模數轉換器（ADC） ，集成強化隔離屏障與隔離式 DC/DC 轉換器，主打高分辨率、寬溫適應性與低電磁干擾（EMI），專為混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（EV）的電池管理系統（BMS）、車載充電器（OBC）、DC/DC 轉換器及充電站等高壓場景設計。其核心優勢在于通過二氧化硅（SiO?）電容隔離實現 7070V??強化絕緣，結合三通道同步采樣與集成溫度傳感器，兼顧高壓系統安全性與測量精度。以下從核心特性、性能參數、功能模塊、應用設計及使用信息等方面展開總結。

一、核心特性與產品定位

1. 基礎參數與架構

• 分辨率與通道配置 ：24 位分辨率三通道同步采樣 ADC，每通道支持差分模擬輸入（AIN0P/AIN0N、AIN1P/AIN12N、AIN2P/AIN12N），集成可編程增益放大器（PGA，增益 1×-128×）與 1.2V 低漂移內部基準源，支持單電源（3.3V/5V）供電，無需額外隔離電源。
• 汽車級認證與可靠性 ：符合 AEC-Q100 Grade 1 標準（工作溫度 - 40°C 至 125°C），ESD 防護達人體放電模型（HBM）±2000V、帶電器件模型（CDM）±1000V，滿足汽車電子嚴苛環境要求。
• 隔離性能 ：采用 SiO?電容隔離屏障，符合 DIN EN IEC 60747-17（VDE 0884-17）強化絕緣標準，隔離電壓達 7070V??（峰值）、5000V??（1 分鐘耐壓），隔離電阻＞1012Ω（25°C），屏障電容約 4.5pF，有效隔離高壓與低壓系統。
• 高集成度 ：內置隔離式 DC/DC 轉換器（低側供電轉高側 2.9V）、負電荷泵（支持輸入電壓低于地 1.3V）、數字濾波器、CRC 校驗及 集成溫度傳感器 （支持內 / 外部 NTC/PTC 測量），減少外部元器件數量，簡化高壓系統設計。

2. 環境適應性與封裝

• 工作溫度 ：-40°C 至 125°C（結溫最高 150°C），滿足汽車電子寬溫需求，適配發動機艙、電池包等惡劣環境。
• EMI 性能 ：采用擴頻時鐘技術，符合 CISPR-11（工業）與 CISPR-25（汽車）輻射標準，減少對車載敏感電子設備的干擾。
• 封裝規格 ：20 引腳寬體 SOIC（DFM 封裝），尺寸 12.8mm×10.3mm，引腳間距 1.27mm，適配汽車電子常規 PCB 布局，無需特殊焊接工藝。

二、關鍵性能指標

1. 靜態與動態性能（典型值，TA=25°C，DVDD=3.3V，增益 = 1×）

2. 隔離與電源性能

3. 溫度傳感器性能

三、核心功能模塊

1. 隔離系統與電源管理

• 隔離 DC/DC 轉換器 ：低側（DVDD：3.0V-5.5V）供電，通過隔離屏障轉換為高側 HLDO_IN（3.0V），經高側 LDO 穩壓后輸出 2.9V（HLDO_OUT），為高側模擬電路與外部輔助電路（如 NTC 傳感器）供電，支持外接 1mA 負載，無需額外隔離電源。
• 負電荷泵 ：集成負電荷泵電路，允許模擬輸入電壓低于高側地（HGND）1.3V，實現單電源下的雙極性信號測量（如電池包分流器兩端電壓），避免額外負電源設計。

2. 模擬前端與信號調理

• 可編程增益放大器（PGA） ：每通道獨立支持增益 1×、2×、4×、8×、16×、32×、64×、128×，通過 GAIN 寄存器配置，滿量程輸入電壓范圍隨增益變化（增益 = 1× 時 ±1.2V，增益 = 128× 時 ±9.375mV），適配小信號（如分流器電壓）與大信號（如電壓分壓）測量。
• 輸入保護與阻抗 ：模擬輸入內置 ESD 防護電路，單端輸入阻抗 250kΩ（增益≤4×）、0.5MΩ（增益≥8×），輸入偏置電流典型值 0.65μA，減少對外部信號源的負載影響。

3. ΔΣ 調制與數字濾波

• 調制器與 Oversampling ：采用 ΔΣ 調制架構，調制器時鐘（f_MOD）由外部 CLKIN 分頻得到（分頻比 2/4/8/12 可選），過采樣率（OSR）可編程（64-16384），數據率最高 64kSPS（高分辨率模式）、32kSPS（低功耗模式），平衡測量速度與噪聲性能。
• 數字濾波器 ：集成 sinc3+sinc1 濾波器，支持快速建立模式（前兩次采樣用 sinc1 濾波器，快速輸出）與正常模式（sinc3 濾波器，低噪聲），濾波器建立時間隨 OSR 增加而延長（OSR=1024 時約 3120 個 CLKIN 周期），需忽略未穩定數據。

4. 同步采樣與校準

• 三通道同步 ：三通道嚴格同步采樣，支持通道間相位校準（PHASEn 寄存器，±511 個調制器時鐘周期），補償傳感器相位偏差（如電流分流器與電壓分壓網絡的相位差），保障電池電流 / 電壓同步測量精度。
• 校準功能 ：每通道配備 24 位偏移校準（OCAL）與增益校準（GCAL）寄存器，自動修正系統偏移與增益誤差；支持全局斬波模式（GC_EN=1），通過輸入極性切換減少偏移漂移，偏移誤差溫度系數降至 ±0.1μV/°C。

5. 溫度測量與 GPO 功能

• 集成溫度傳感器 ：通道 2 可配置為溫度測量模式（TS_EN=1），支持內部溫度（芯片溫度）或外部溫度（NTC/PTC 傳感器）測量：
  • 內部模式：基于雙二極管結構，測量范圍 - 40°C 至 125°C，誤差 ±5°C（未校準）/±1.5°C（校準后）。
  • 外部模式：通過 AIN2P/AIN12N 引腳連接 NTC/PTC，支持比率測量（消除高側電源波動影響），輸入阻抗 8MΩ（增益 = 1×）。
• 通用輸出（GPO） ：AIN2P 引腳可復用為 GPO（GPO_EN=1），輸出邏輯電平基于 HLDO_OUT（2.9V），支持推挽輸出，最大負載電流 1mA，可用于控制外部繼電器或指示燈。

6. 數字接口與故障管理

• SPI 接口 ：4 線 SPI（CS、SCLK、DIN、DOUT），支持 16/24/32 位數據寬度，內置 CRC 校驗（CCITT/ANSI 多項式），檢測通信錯誤；DRDY 引腳指示數據就緒（低有效），SYNC/RESET 引腳支持同步或硬件復位。
• 故障監測 ：STATUS 寄存器提供高側電源故障（SEC_FAIL）、FIFO 溢出、CRC 錯誤、寄存器映射 CRC 故障等狀態標識；DC/DC 轉換器故障可通過 SEC_FAIL 位 latch 檢測，保障高壓系統安全性。