Isolieren Sie den i2c-ADC mit geringer Leistung

Ich verwende den MCP3421, um Spannungen von Thermoelementen im Batteriebetrieb zu lesen.

Ich würde dies gerne über USB zum Laufen bringen, aber ich denke, der niedrige Gleichtaktbereich des ADC könnte ein Problem sein, also denke ich darüber nach, den ADC vom USB-Mikro zu isolieren.

Es scheint, als könnte der ISO1540 i2c-Isolator Daten isolieren, sodass ich eine isolierte Möglichkeit zur Stromversorgung des ADC benötigen würde.

Welche Optionen habe ich, um isoliert einige Milliampere für den ADC bereitzustellen, und welche Auswirkungen hätten diese auf den Gleichtaktbereich?

Idealerweise möchte ich, dass die Lösung so klein und kostengünstig wie möglich ist!

Antworten (3)

Am einfachsten ist es, einen isolierten 5V:5V DC-DC-Wandler zu verwenden, um die USB-Versorgung aufzunehmen und etwas Strom auf der anderen Seite der Isolationsbarriere bereitzustellen. Wahrscheinlich wird so etwas wie 1W ausreichen.

Es wird ein gewisses Rauschen und eine gewisse Kapazität über dem Wandler geben (sowie die Kapazität über dem I2C-Isolator). Möglicherweise möchten Sie eine zusätzliche Kapazität über dem Wandler hinzufügen, um Rauschen zu leiten (lesen Sie dazu die Daten des DC-DC-Wandlers sowie die Mindestlast, maximale Kapazitätslast und andere Details).

Der Gleichtaktbereich wäre dann theoretisch nur durch die Nennspannungen der Isolatoren und eventuell hinzugefügter Kondensatoren begrenzt.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Gleichstrom / GleichstromDC / DC-Wandler

Sie nehmen einen kleinen leistungsisolierten DC / DC-Wandler - ungeregelter 5-V-Ausgang, sagen wir 1 W oder 2 W. Dann müssen Sie eine rauscharme Versorgung herstellen, indem Sie einen LDO und eine Eingangsfilterung mit Induktivitäten und Kondensatoren verwenden. Sie speisen dann den analogen Teil mit 3,3 V gefilterter Spannung, während Sie die Rohversorgung für digitale Isolatoren verwenden.

EDIT: Der Einfachheit halber sowohl analog als auch dig. Isolator Vcc soll gleich sein. Sie teilen diese beiden Versorgungsspannungen von LDO auf, sodass Sie keine Probleme mit unterschiedlichen Spannungspegeln haben.

Warum 1W, weil es überall verfügbar ist. Denken Sie daran, dass LDO die Spannung für ca. 1,7 V.

Warum sollte ich so viel wie 1W brauchen?
Ich bin ziemlich genau dort für ein ähnliches Projekt gelandet. Nur ein Wort der Vorsicht – diese wollen eine minimale Stromaufnahme. Möglicherweise müssen Sie einen Widerstand parallel zu Ihrer Schaltung hinzufügen.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22003e.pdf

Haben Sie versucht, einfach eine bessere Filterung am Stromversorgungsstift hinzuzufügen? Induktor in Reihe und ein paar Kappen parallel:

3.2 Versorgungsspannung (VDD, VSS) VDD ist der Stromversorgungspin für das Gerät. Dieser Pin erfordert einen geeigneten Bypass-Kondensator von etwa 0,1 µF (Keramik) gegen Masse. Ein zusätzlicher parallelgeschalteter 10-µF-Kondensator (Tantal) wird ebenfalls empfohlen, um das in einigen Anwendungsplatinen vorhandene Hochfrequenzrauschen weiter zu dämpfen. Die Versorgungsspannung (VDD) muss für den spezifizierten Betrieb im Bereich von 2,7 V bis 5,5 V gehalten werden. VSS ist der Erdungsstift und der Stromrückweg des Geräts. Der Benutzer muss den VSS-Pin über eine niederohmige Verbindung mit einer Erdungsebene verbinden. Wenn in der Anwendungs-PCB (Leiterplatte) ein analoger Erdungspfad verfügbar ist, wird dringend empfohlen, den VSS-Pin mit dem analogen Erdungspfad zu verbinden oder innerhalb einer analogen Erdungsebene der Leiterplatte zu isolieren.

Der Gleichtaktbereich bezieht sich auf den Netzteileingang, ja? >= 0,3 V unter Gnd bis <= 0,3 V über der + Versorgung, was für 5 V empfohlen wird, während USB 5 V +/- 5 % (4,75 V bis 5,25 V) beträgt.

Versuchen Sie, es mit einer höheren Spannung zu versorgen?

Es wird an USB angeschlossen, wo Masse PC-Masse ist. Wenn einer der Thermoelementdrähte mehr als ein paar Volt von dieser Masse entfernt ist, werden Sie sicherlich Probleme haben? Sobald Sie mehrere Geräte an einen PC angeschlossen haben und auf großen Maschinen messen, haben wir einen handelsüblichen Thermoelement-Logger, der Probleme mit einem 5-V-Gleichtaktbereich hat.
@Tim Termocouples sind sehr ausgefallene Geräte. Einige von ihnen haben Spitzen, die mit der Schale verbunden sind, andere sind isoliert, ... es gibt immer ein Problem mit Erdströmen, also bleiben Sie besser bei isolierten Daten.
Ja, ich denke, mit der Schale verbundene Spitzen sind der Hauptschuldige!