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高速DAC和多片ADC电路的最佳医用隔离方案

大家好,我想设计一个医用高速DAC激励信号源,直接通过电极作用于人体,然后用4片AD4003进行采集。整体电路需要满足IEC 60601医用仪器隔离标准。但是对于高速DAC的隔离和多片ADC的隔离,有几个疑问希望ADI的专家和版上的大牛们能帮助解决:

1、管脚数目较多时的隔离需求。高速DAC一般具有较多的管脚数目,例如拿AD9744而言,需要14路信号,1路时钟,3路控制(MODE,SLEEP,CMODE)。一般而言,一个ADuM隔离芯片最多支持4到6路信号,那么针对高速DAC应用,至少需要3到4片ADuM隔离芯片;而针对更高速率的DAC,例如AD9125而言,光DAC数据就需要16对共32个管脚。那么,针对管脚数目较多、需求ADuM芯片较多时,应该怎么设计隔离呢?

2、ISO隔离端功耗较大。对于AD9744,典型功耗是135mW(3.3V),而我又想用ADuM实现简单的隔离和供电,因此芯片集中在ADuM5000和ADuM6000系列,输出电流分别在70mA到50mA之间,整个DAC信号链包含1个AD9744,1个AD5683R,4个运放,一个多路选择,这样来看,供电是不是跟不上呢?ADI有没有针对较大隔离负载的解决方案呢?

3、在隔离端有多个电压轨。在隔离端,需要正负5V、正负12V,3.3V和1.8VA,那么是不是需要在隔离端进行DC转换呢?这样会不会进一步降低效率,导致隔离部分供电不足呢?请问针对这种情况,有没有较好的隔离方案呢?

谢谢各位专家啦!期待回复~~

  • 1)最近也遇到了类似的应用需求,在寻思用多片ADuM640x(5KV,400mW,EAU 1K表价$6.5左右)并联供电,同时实现多路数字信号隔离;直接采用过了医疗认证的成品隔离电源模块(体积,高度是问题)+ADuM440x(EAU 1K表价$3左右);模拟信号隔离(尚未细究,BW,隔离电压等级,价格。。。)

    核心芯片功耗:

    AD4003,9.5 mW at 2 MSPS (VDD only)

    AD9744,典型功耗是135mW(3.3V)

    AD5683R,1.2 mW at 3.3 V

    隔离侧最大消耗功率是可以估算出来的,135+9.5*4+1.2+ Popa + Pmux...<300mW,留点余量做0.5W。

    2)外置变压器的ADuM447x功率可以做到2.5W,配多绕组隔离变压器,可以生成+/- 12V,再LDO出+/-5V

    3)正负5V、正负12V,可以看下ADP5070/1

    抛砖引玉下,望坛内大牛不吝赐教~

  • 0.5W Analog有ADum40xx系列的。现在的考虑是:

    方案1、在TI和凌特官方网站上,他们推荐用push pull驱动一个transformer,然后自己生成5V,1A左右的隔离电。例如凌特的LT3999,TI的SN6505B等

    方案2、采用现有的隔离模块DCDC,将电压变换到隔离端。

    3、在隔离端用AD5070解决方案生成正负电压,这个在AD的好多参考设计里面都有。

    期待大家的指教!

  • SN6505是开环的,不建议用;综合看,ADuM447x+外置多绕组隔离变压器直接生成+/-12V,再LDO或者DC/DC降压,性价比最高,变压器定制时可以参考Coilcraft提供的型号。

    CN0233 参考电路 | 亚德诺半导体

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