摘要: 不斷擴張的數據處理中心監控系統，越來越智能的工業電錶，甚至於基礎設施施工者經常使用的可攜式發電機，從複雜到簡單，無論大小，這些設備裡都安裝了交流線路監控器件，以此進行重要數據的轉換與處理，必要時還可以防止昂貴的設備因為不穩定的電路頻率、瞬變電壓以及其他異常情況而損壞。
不斷擴張的數據處理中心監控系統，越來越智能的工業電錶，甚至於基礎設施施工者經常使用的可攜式發電機，從複雜到簡單，無論大小，這些設備裡都安裝了交流線路監控器件，以此進行重要數據的轉換與處理，必要時還可以防止昂貴的設備因為不穩定的電路頻率、瞬變電壓以及其他異常情況而損壞。一言以蔽之，對於相關應用，交流線路監控就像一隻「上帝之眼」，觀察並維護著整個系統的順暢運行。
交流線路監控意味著實時的監測信號需要被傳遞給既定的負載，通過直接計算就可以從交流線路監控器處間接的獲得許多有用的參數，比如峰值及平均輸出功率、輸出電壓、輸出電流、諧波電壓幅值、線路頻率等。對於指定的應用而言，選擇一個交流線路監控器是一件很簡單的事，除了滿足終端應用的需求之外，唯一要考慮的就是電隔離的安全標準及方案的成本。為了降低成本，對監控質量要求不高或只需要檢測極少信息的應用而言，工程師有的時候會選擇將一些電流或電壓傳感器結合併將檢測結果傳遞給外界的電錶或其他設備來完成監控的整個過程。這種監控手段雖然十分便捷，但在整體尺寸及電磁幹擾方面卻埋下了隱患，也無法滿足未來系統擴展或升級的需求。而市面上部分針對電機控制的隔離型ADC雖然也可用在交流線路監控的應用中，但這類產品昂貴的價格對電源監控市場來說未免太過奢侈。
工業級隔離ADC帶來低成本交流線路監控解決方案
為了解決上述問題，高性能模擬與混合信號IC領導廠商Silicon Labs推出了帶隔離功能的低成本10位模擬數字轉換器Si890X系列，用於電源系統的監控，該產品的典型應用框圖如下圖1所示，該框圖大致可以分為3個模塊，包含前側輸入端的交流線路，中部的隔離ADC Si890X，以後尾端的主控部分，交流電壓及電流信號進過si8900X進行轉換，主控則負責處理轉換完成的數據並更根據預設的程序下達不同的指令。
圖1：Si890X系列交流線路監測示意框圖
作為業內首款帶隔離功能的10位ADC，Si890x系列器件提供2.5kV和5kV隔離等級，通過了UL、CSA 和 VDE認證，並滿足高壓系統嚴格的安全要求。該系列ADC提供UART、I2C和SPI 3種串行通信接口選項，可通過獨立的串行埠將測量數據傳送到系統控制器中。如圖1所示Si890x系列器件還支持一個3通道模擬多路復用器(AMUX)，這意味著Si890x系列隔離型ADC可同時監視三個不同的信號。16引腳 SOIC 寬體封裝的小尺寸相較傳統的變壓器解決方案又更勝一籌。
圖2：工業級隔離ADC Si890x系列
圖3：Si890xPWR-KIT評估套件
為了讓開發人員更快的了解產品的性能，Silicon Labs還配套推出了Si890xPWR-KIT評估套件，如下圖3，該套件包含主控MCU、提供UART、I2C和SPI串行埠，開發人員可通過該評估板展示和測量交流線電壓(50/60Hz、110/220VAC)及電流。
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