電路描述

　　AD7280A是一款完整的數據采集系統，內置一個高壓輸入多路復用器、一個低壓輸入多路復用器、一個12位、1 μs SAR ADC和用于通道時序控制的片內寄存器。HV MUX用于測量串聯鋰離子電池單元，如圖1所示。LV MUX提供單端ADC輸入，可結合外部熱敏電阻測量個別電池單元的溫度；如果不需要溫度測量，則可利用輔助ADC輸入轉換任何其它0 V至5 V輸入信號。另外還提供2.5 V精密基準電壓源和片內電壓調節器。

　　AD8280是一款用于鋰離子電池組的純硬連線安全監控器，配合AD7280A使用時，可提供具有可調閾值檢測和共用或單獨報警輸出的低成本、冗余、備用電池監控器。它具有自測功能，因此適合混合動力電動汽車等高可靠性應用或者不間斷電源等高壓工業應用。AD7280A和AD8280均從監控的電池單元獲得電源。

　　ADuM5404集成一個DC-DC轉換器，用于向ADuM1400和ADuM1401隔離器的高壓端供電，以及向AD7280A SPI接口提供VDRIVE電源。這些4通道、磁性隔離電路是安全、可靠、易用的光耦合器替代解決方案。

　　為了優化菊花鏈在高噪聲條件下的通信性能（例如遇到電池干擾時），菊花鏈信號被屏蔽在印刷電路板（PCB）的一個內層上，上下都由VSS電源層提供屏蔽，該電源層連接到菊花鏈中上一個器件的VSS引腳。圖2所示為EVAL-CN0235-SDPZPCB 的頂層，包含AD7280A的上部屏蔽，圖5所示為底層，包含AD8280的上部屏蔽。圖3所示為內層（第2層），它包含屏蔽的菊花鏈信號，下方的屏蔽在圖4所示的第3層上實現。每個菊花鏈連接上都配有22 pF電容，根據菊花鏈的數據流方向，這些電容端接于上一個器件的VSS引腳或下一個器件的VDD引腳。PD、CS、SCLK、SDI和CNVST菊花鏈連接沿菊花鏈向上傳遞數據，因此這些引腳上的22 pF電容端接于上一個器件的VSS引腳。

　　圖2. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的頂層包含AD7280A菊花鏈信號的上部屏蔽

　　圖3. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的第2層包含屏蔽的AD7280A菊花鏈信號

　　圖4. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的第3層包含屏蔽的AD8280菊花鏈信號

　　圖5. EVAL-CN0235-SDPZ PCB的底層包含AD8280菊花鏈信號的上部屏蔽

　　SDOlo和ALERTlo菊花鏈連接沿菊花鏈向下傳遞數據，因此這些引腳上的22 pF電容端接于下一個器件的VDD引腳。使用一條低阻抗走線將下一個器件的VDD與上一個器件的VSS直接相連，使這兩個電位在高噪聲環境下盡可能接近。

　　隔離柵處的接地護欄用于圍住PCB左側構成的低壓端。該護欄由通過過孔系在一起的保護環組成，連接到板上所有層的數字地。到達電路板邊緣的電源層與接地層上的噪聲可能會輻射，但采用這種屏蔽結構時，噪聲會被反射回來。

　　當驅動電流源跨過接地層之間的間隙時，也可能產生輸入至輸出的偶極子輻射。為將這種效應降至最小，隔離間隙處使用一個連續的屏蔽體，從而將接地層擴展至PCB的所有層上，以利用屏蔽重疊部分構成跨隔離柵耦合。各層上的隔離間隙保持最小，測試板使用0.008英寸的間隙。有關isoPower?器件（如本電路所用的ADuM5404）輻射控制的更多建議，請參閱應用筆記AN-0971。