原创 ADI转换器基础知识培训及工业应用介绍纪要（二）

继Σ-Δ型转换器基础知识的媒体培训交流会之后，ADI的技术专家在不久前又进行了一场有关逐次逼近型ADC（SAR ADC）基础知识的媒体培训，包括SAR ADC的结构、交/直流器件的关键指标解读以及ADI的ADC在工业领域的重点应用等。其间，ADI的专家也同媒体就相关技术与行业应用方面的话题作了深入的交流。

笔者在这里以纪要的方式尝试整理一下重要内容和观点，与大家分享。

培训导师：张松刚，ADI上海公司技术业务经理

主题：ADI转换器在工业领域中的主要应用

ADI的业务市场包括工业、通信、消费（增值性）、汽车和健康医疗五大领域，其产品线按照规模依次是转换器、放大器/RF、信号处理和MEMS、DSP、电源管理六大类，贯穿整个信号链，其方案包括参考设计、SiP和SOC产品，2011年，ADI实现了30亿美元的营收。ADI的转换器占据全球市场份额49%，超过后序四家公司（TI、Maxim、Linear、Intersil）的总和。在工业应用中，工业自动化（过程、电机、安防和建筑）、仪器仪表（分析、特殊类）和能源（电力输配、新能源、电表等）是ADI的三大主要市场。
在能源方面，就智能电表而言，通信是一个发展方向。美国、日本和澳大利亚更多的是发展RF无线技术，中国、意大利和西班牙则是PLC，选择何种技术主要取决于当地的住宅、楼宇等环境特性。ADI的RF电表方案在美国加州已经得到普遍应用（该州的无线电表基本上都是ADI的方案），在中国，由于竞争比较激烈，所以ADI的PLC方案主要还是集中在几家大的电表公司采用。过去，ADI的产品曾一度成为国内单相电表的标准选项，如AD7755出货量已经达到了2亿多。现在，ADI则在针对国内不断更新的标准推出相应的产品，如三相电表方案。
就输配电而言，智能电网、信息采集相关的以太网、RF、光纤和PLC等技术是发展方向，另外包括配送自动化和低成本配送也是关键。
在新能源领域，太阳能逆变器的转换技术是ADI的关注点。在智能电网的应用中，对110KV以上的输电网应用而言，目前基本精度要求是12位转换器，对于三相电网而言，要求16位多通道同步采样转换器。如ADI的AD7606就是16位8通道同步采样转换器，满足高精度、多通道和高速转换的要求。而对于66KV以下的配网而言，原先对转换器的要求并不高，随着配送系统的复杂度的增加，现在则越来越向输电网要求看齐。图一显示了整个输配电网的基础设施情况，和ADI对应的相关ADC产品。

图一，ADI在输配电网各环节的ADC产品

从最早的AD7865到现在的AD7606/7607的，实际上反映了不同电力系统的拓扑结构不同的要求。每种拓扑结构在成本、噪声特性、和效率上都有不同的优缺点。图二显示了四种拓扑结构及ADI对应的不同产品。

图二，四种电力系统拓扑结构和ADI产品

在工业应用中，过程控制是最主要的环节。提高工厂的生产效率及降低经营成本需要依靠一些关键技术，包括更多的诊断和工业网络/通讯功能，更多的精确控制，高精度、高速度和高集成度、小封装及通用的I/O等。几乎所有的工业系统的过程控制都要用到PLC，对温度、流量、压力等进行控制。PLC对采样速度的要求不如精度高，所以主要是采用Σ-Δ型ADC。图三是ADI转换器在单通道和多通道PLC模拟输出模块中的几款代表性产品。

图三，ADI转换器在单通道和多通道PLC模拟输出模块中的几款代表性产品

提高系统效率和加快产品研发进度是电机控制的两个重点。提高效率关键在于提高控制精度（取决于检测精度），如何精确地控制三相桥波形会直接影响到电机的控制目标，这些精确控制包括对电流、电压以及位置反馈的控制和检测，要求12位的性能及多通道的ADC。位置检测性能是电机伺服控制的关键，常常使用光学编码器和旋转变压器作为位置传感器。伺服控制技术从模拟向数字的转换推动了现代伺服系统的发展，也满足了对于电机控制的性能和效率的高要求。从优先考虑安全和保护的角度，信号采样和功率器件驱动应采用隔离技术（ADI的iCoupler数字隔离器产品可满足高压安全隔离要求）。图四为典型的电机控制电路，以及ADI的关键技术。

图四，ADI转换技术在电机控制电路中的应用

（全文完）

ADI转换器基础知识培训及工业应用介绍纪要（一）