时间:2025/12/27 6:30:17
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Silicon Labs 的 SI8947AB-IS 是一款高性能的隔离式 ADC(模数转换器),专为在高噪声工业环境中进行精确的电流和电压测量而设计。该器件集成了电容隔离技术和高分辨率 Δ-Σ 调制器,能够提供出色的抗电磁干扰(EMI)能力和长期稳定性。SI8947AB-IS 适用于需要功能安全认证和高可靠性的应用,例如电机控制、太阳能逆变器、不间断电源(UPS)以及工业自动化系统。该芯片采用小型化 SOIC-16 宽体封装,支持高达 5 kVRMS 的隔离耐压,并符合 UL、VDE 和 CQC 等国际安全标准。其内部结构包含一个高线性度的模拟输入前端、一个高精度调制器以及基于数字电容耦合的隔离层,确保一次侧与二次侧之间的信号完整传输同时实现电气隔离。此外,SI8947AB-IS 提供单通道隔离 ADC 输出,数据输出形式为高速数字位流(曼彻斯特编码或标准模式可选),便于与外部控制器如 DSP 或微处理器配合使用。由于其优异的温度稳定性和低失调漂移特性,SI8947AB-IS 可在 -40°C 至 +125°C 的宽温度范围内保持高精度测量性能,是现代工业系统中替代传统霍尔效应传感器和光耦隔离方案的理想选择。
类型:隔离式 Δ-Σ 调制器
通道数:1
分辨率:18 位有效分辨率(ENOB)
输出数据速率:最高支持 20.48 MSPS
非线性误差(INL):±30 μV 典型值
增益误差:±0.2% 满量程
增益漂移:±5 ppm/°C
失调误差:±50 μV 典型值
失调漂移:±0.2 μV/°C
共模瞬态抗扰度(CMTI):±150 kV/μs 典型值
隔离电压:5 kVRMS(UL 认证)
工作温度范围:-40°C 至 +125°C
供电电压(VDD1/VDD2):3.0 V 至 5.5 V
封装类型:SOIC-16 宽体(7.5 mm 爬电距离)
安全认证:UL 1577、VDE 0884-10、IEC 60747-17
SI8947AB-IS 的核心优势在于其基于电容隔离技术的高精度 Δ-Σ 调制器架构,使其在恶劣工业环境下仍能维持稳定的测量性能。该器件的输入前端经过优化设计,具备极高的输入阻抗和低噪声特性,允许直接连接分流电阻或电压分压网络,从而简化信号链路设计并减少外部元件数量。其调制器采用先进的斩波稳定技术和动态元件匹配算法,有效抑制了偏移电压和增益漂移,保证了长时间运行下的测量一致性。
另一个关键特性是其卓越的电磁兼容性(EMC)表现。SI8947AB-IS 在设计上充分考虑了工业现场常见的高强度电磁干扰问题,通过集成屏蔽层和差分电容隔离结构,实现了高达 ±150 kV/μs 的共模瞬态抗扰度(CMTI),远超传统光耦和感应式隔离器。这使得即使在快速开关功率器件(如 IGBT 或 SiC MOSFET)产生的高压瞬变环境中,也能确保数据传输的完整性。
该器件还支持灵活的输出接口配置,用户可通过引脚设置选择标准 NRZ 输出或曼彻斯特编码输出模式。曼彻斯特编码模式有助于时钟恢复和抗噪能力提升,特别适合长距离传输或噪声密集的应用场景。此外,SI8947AB-IS 内部集成了多种自诊断功能,包括开路检测、短路监测和内部基准电压监控,满足功能安全标准(如 IEC 61508 和 ISO 13849)对故障检测的要求。
在可靠性方面,SI8947AB-IS 采用 Silicon Labs 成熟的 CMOS 工艺和双电容隔离栅结构,确保在生命周期内无磨损机制,避免了光耦合器中 LED 老化导致的性能下降问题。其隔离栅寿命超过 60 年(依据加速老化测试推算),适用于要求长期免维护的高端工业设备。整体而言,SI8947AB-IS 凭借其高精度、高可靠性、强抗干扰能力和功能安全性,成为现代隔离信号采集系统的优选方案。
SI8947AB-IS 广泛应用于需要高精度隔离测量的工业电子系统中。在电机驱动领域,它常用于三相逆变器中的相电流检测,配合分流电阻实现对电机绕组电流的实时采样,进而支持矢量控制(FOC)或直接转矩控制等先进算法。其快速响应能力和低温漂特性确保了在不同负载和温度条件下控制系统的一致性与稳定性。
在可再生能源系统中,如光伏逆变器和储能变流器(PCS),SI8947AB-IS 被用于直流侧和交流侧的电流监测,帮助实现最大功率点跟踪(MPPT)、孤岛保护和并网同步控制。其高共模抑制比和抗干扰能力能够应对光伏阵列频繁开关和电网波动带来的复杂电磁环境。
此外,在工业电源系统如 UPS 和伺服电源中,该器件可用于输入/输出电流监控、过流保护触发以及能效管理模块的数据采集。由于其支持宽电压供电和宽温工作范围,非常适合部署在高温密闭机柜或户外配电箱等严苛环境中。
在电动汽车充电基础设施中,SI8947AB-IS 也可用于充电桩内的直流母线电流检测,辅助实现精准的能量计量和故障保护逻辑。同时,在工业自动化 PLC 模块、远程 IO 单元和智能电表中,该芯片为高隔离等级下的模拟信号数字化提供了可靠解决方案。总之,凡是在高压与低压电路之间需要安全隔离且追求高精度模拟信号传输的场合,SI8947AB-IS 都是一个极具竞争力的技术选择。
Si8921BB-IPR
AMC3332
ISO7841-Q1
ADuM7701