基于集成的隔离DC/DC转换器场侧诊断

美信公司的MAX2530-MAX22532是电流隔离四路冰箱12位模数转换器（ADC），属于MAXSafe™系列产品线。集成的隔离DC/DC转换器给所有的场侧电路供电，它们没有输入信号时也能进行到场侧诊断。MAX22530-MAX2253332能连续数字隔离层侧的输入电压，跨过隔离层数据传输到逻辑侧，那里的输入电压和阈值可拟拟。12位ADC核发射速率为20ksps。 ADC可通过SPI直接接口获得或进行屏蔽。对于SSOP封装可住3.5kVRMS隔离60（VISO），对于宽SOIC封装可封装住5kVRMS隔离60秒（VISO）。由于高集成度，可BOM和PCB板空间，集成的DC/DC电源可进行场侧电路自供电。集成了1.8V基准，精度±1%（典型值），工作温度-40C到+125C。主要用在高压高压株，变汽车自动化、配电系统自动化、过程自动化以及马达控制。本文介绍了MAX2253x系列的主要优势和特性，路隔离ADC智能和四应用电路，评估板MAX2253x EVK，以及评估板MAX22530 EVK和评估板板MAX22531 EVK电路图，材料清单和PCB设计图。

MAX22530–MAX22532 是 MAXSafe™ 系列产品线中的电流隔离、4 通道、多路复用、12 位、模数转换器 （ADC）。集成的隔离式 DC-DC 转换器为所有现场侧电路供电，即使没有输入信号，也可以进行现场侧诊断。

MAX22530–MAX22532系列不断对隔离栅现场侧的输入电压进行数字化，并将数据通过隔离栅传输到器件的逻辑侧，在那里将输入电压的幅度与可编程阈值进行比较。12 位 ADC 内核的采样率为每通道 20ksps（典型值）。ADC 数据可通过 SPI 接口直接或过滤后获得。根据设置过滤平均最近 4 个读数。

每个输入都有一个具有可编程高低阈值的比较器，当任何输入超过其基于模式设置的编程电平时，就会产生中断。在数字输入模式下，比较器输出引脚 （COUT_） 在输入电压高于上限阈值时为高电平，而在低于下限阈值时为低电平。在禁用过滤的情况下，比较器对输入变化的响应时间小于 75ms（典型值）。启用过滤后，比较器使用最后 4 个 ADC 读数的移动平均值。

MAX22530 采用 16 引脚宽 SOIC 封装，提供 8mm 爬电距离和电气间隙以及 5kVRMS 隔离。MAX22531采用20引脚SSOP封装，MAX22532采用28引脚SSOP封装，均提供5.5mm爬电距离和电气间隙以及3.5kVRMS隔离。所有封装材料的最小比较跟踪指数 （CTI） 为 400，这使其在爬电距离表中被评为组 II。

所有器件的额定运行环境温度为 -40C 至 +125C。

MAX2253x系列主要优势和特性：

• 启用对多通道模拟/二进制输入的稳健检测

• SSOP 封装可承受 60 秒 （VISO） 的 3.5kVRMS 隔离

• 宽 SOIC 封装可承受 60 秒 （VISO） 的 5kVRMS 隔离

• 5.5mm 爬电距离和间隙，适用于 20 引脚或 28 引脚 SSOP 封装

• 8mm 爬电距离和间隙，适用于 16 引脚宽 SOIC 封装

• 第二组 CTI 封装材料

• 通过高度集成减少 BOM 和电路板空间

• 现场侧自供电，集成 DC-DC 电源

• 12 位、20ksps 每通道 ADC

• 每个通道的可编程阈值比较器

• 数据和 DC-DC 电源的隔离

• 集成 1.8V 基准

• 增加系统“正常运行时间”并简化系统设计和维护

• 现场侧 ADC 功能诊断

• 现场连续功率监测

• 通信系统自诊断

• 灵活的控制和接口

• 可编程上下输入阈值使能可编程迟滞

• 用于实现最快响应的比较器输出 （COUT_） 引脚

• 带有 CRC 选项的 SPI 接口

• 精密内部参考 ±1%（典型值）

• -40C 至 +125C 工作温度范围

MAX2253x系列应用：

• 高压二进制输入

• 变电站自动化

• 配电自动化

• 流程自动化

• 运动控制

图1.四路隔离ADC一个

图2. 四路隔离ADC功能

图3。MAX2253x系列应用电路：高压直流检测电路

图 4. MAX2253x系列应用电路：3相马达低边检测电路

评估板MAX2253x EVK

MAX2253x评估板（EV kit）提供评估MAX22530和MAX22531所需的硬件和软件，带现场电源的四通道隔离ADC。PC上运行的图形用户界面（GUI）通过USB端口与MAX22530评估板和MAX22531评估板通信。

MAX22530评估板安装有MAX22530AWE+ （16 WSOIC）器件。

MAX22531评估板安装有MAX22531AAP+ （20 SSOP）器件。

评估板MAX2253x EVK主要特性：

• 轻松评估 MAX22530/MAX22531

• 评估板由 USB 供电，无需现场侧电源

• 所有输入均可访问

• Windows 7、Windows 8.1 和 Windows 10 兼容软件

• 经验证的 PCB 布局

• 完全组装和测试

• 符合 RoHS

图7.评估板MAX2253x EVK圆形

图8.评估板MAX22530 EVK电路图（1）

图9.评估板MAX22530 EVK电路图（2）

评估板MAX22530 EVK材料清单：

图10.评估板MAX22530 EVK PCB设计图：左：极细丝印；右：层2

图11.评估板MAX22530 EVK PCB设计图：左：扩散；右：第3层

图12.评估板MAX22530 EVK PCB设计图：左：加热；右：加热丝印

图13.评估板MAX22531 EVK电路图（1）

图14.评估板MAX22531 EVK电路图（2）

图15.评估板MAX22531 EVK PCB设计图：左：极细丝印；右：层2

图 16.评估板 MAX22531 EVK PCB 左：扩散；右：第 3 层

图17.评估板MAX22531 EVK PCB设计图：左：加热；右：加热丝印