内置动态功率控制的数据转换器AD5755 (ADI)

随着工厂过程控制系统的应用达到一定密度水平，不断增加的功耗和散热问题开始削弱设备的性能、可靠性和安全性。ADI公司高度集成的数据转换器AD5755是一款带动态功率控制、功能完善的多通道控制IC，内置4个带可编程电压或4至20 mA输出驱动器的16位精密DAC。这一器件可以提高系统生产力，同时还能在不影响安全性和可靠性的条件下降低功耗。

AD5755首次集成了创新的动态功率控制，其工作原理是连续检测负载阻抗，为负载提供所需功率，同时将系统其他部分的功率损耗降至最低，这样可以降低自热和升温效应。据ADI中国技术支持中心经理聂海霞介绍：“与其它控制器技术相比，AD5755降低了80%的功耗，同时，净散热（硅片温度减去环境温度）增强75%。”

图：ADI中国技术支持中心经理聂海霞

如下图所示，以空载的情况为例，使用固定30V电源4通道系统的总功耗为2.88W。而集成动态功率控制（DPC）的方案中，DC-DC得到零负载的反馈后输出其最低电压7V，系统的总功耗仅为0.672W，降低为传统解决方案的1/4。

图：集成DPC的AD5755可显著降低系统功耗

聂海霞表示：“AD5755具有全通道规格，最高总非调整误差为0.05%，相对精度±0.003%（最大值），无须系统校准，有效缩短了开发时间，降低了系统维护成本。”如下图所示，其单芯片架构与多个转换器、电源管理、线性及其他功能相结合，增加了MTTF（平均故障间隔期）并且提升了可靠性。同时，产品还内置各种实时故障分析诊断功能，包括通信、连接和接口提醒，简化设计任务并延长正常工作时间。

此外，AD5755支持标准工业电压和电流输出范围，可与标准HART（可寻址远程传感器高速通道）协议调制解调器配套使用。片内还集成一个5 ppm/°C内部基准电压、用户可调失调、增益寄存器和一个30 MHz SPI（串行外设接口）的兼容接口。

 
图：AD5755结构框图

“内置动态功率控制使ADC的结温和自热效应得到有效的控制，使得在单芯片中集成4通道24mA输出的精密转换器成为可能，”聂海霞表示，“AD5755将在工业应用中发挥其低功耗和低散热的优势，特别是在有数以万计的过程控制节点的工厂过程控制系统中。”