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Pin-Konfiguration
| Mark | Abmessungen (mm) | |||||||||||||||||||||||
| Min | Typ | Max | ||||||||||||||||||||||
| A | 0.70 | 0.75 | 0.80 | |||||||||||||||||||||
| A1 | 0 | 0.02 | 0.05 | |||||||||||||||||||||
| b | 0.20 | 0.25 | 0.30 | |||||||||||||||||||||
| c | 0,20 (REF) | |||||||||||||||||||||||
| D | 2.90 | 3.00 | 3.10 | |||||||||||||||||||||
| D2 | 1.30 | 1.40 | 1.50 | |||||||||||||||||||||
| e | 0,50 (BSC) | |||||||||||||||||||||||
| E | 2.90 | 3.00 | 3.10 | |||||||||||||||||||||
| E2 | 1.30 | 1.40 | 1.50 | |||||||||||||||||||||
| Nd | 1,50 (BSC) | |||||||||||||||||||||||
| Ne | 1,50 (BSC) | |||||||||||||||||||||||
| L | 0.20 | 0.25 | 0.30 | |||||||||||||||||||||
| h | 0.20 | 0.25 | 0.30 | |||||||||||||||||||||
| k | 0,55 (REF) | |||||||||||||||||||||||
Designstruktur
Anwendungsfall: Messung der Netzqualität mithilfe des CM2273
Ziel:
Verwendung des CM2273-ADC zur Überwachung der Netzqualität durch Messung von Parametern wie Spannung, Strom und Frequenz. Der ADC wandelt analoge Signale von Sensoren im Stromversorgungssystem in digitale Daten für Analyse und Überwachung um.
1. Systemkomponenten:
CM2273: Ein 16-Bit-SAR-ADC mit Hochgeschwindigkeitsabtastung, der zur Digitalisierung analoger Signale von Netzqualitätssensoren verwendet wird.
Spannungssensor: Misst die Spannungsform des Stromversorgungssystems (z. B. aus dem elektrischen Netz).
Stromsensor: Misst die Stromwellenform, die durch das Stromsystem fließt.
Leistungsanalysator/Controller: Ein Mikrocontroller oder Digital-Signal-Prozessor (DSP), der Daten vom CM2273 erfasst, die Messungen verarbeitet und wichtige Parameter zur Netzqualität berechnet (z. B. Spannung, Strom, Leistungsfaktor).
Software: Software zur Überwachung der Netzqualität, die die erfassten Daten verarbeitet, eine Echtzeitanalyse durchführt und Berichte zur Netzqualität bereitstellt.
2. Zu messende Parameter der Netzqualität:
Spannung: Messung der Effektivwertspannung, um sicherzustellen, dass sie innerhalb des erforderlichen Bereichs bleibt.
Strom: Messung des Effektivstroms, um die Last zu bewerten und mögliche Unausgewogenheiten zu erkennen.
Frequenz: Messung der Frequenz der Stromversorgung, um sicherzustellen, dass sie auf dem Nennwert bleibt (50 Hz oder 60 Hz).
Oberwellen: Messung der Oberschwingungsverzerrung in Spannungs- und Stromwellenformen, um nichtlineares Verhalten im Stromsystem zu bewerten.
Leistungsfaktor: Berechnung des Verhältnisses von Wirkleistung zu Scheinleistung, um die Effizienz des Systems zu bewerten.
3. Systemkonfiguration und Messaufbau:
3.1 Spannungsmessung:
Verwenden Sie einen Spannungssensor (z. B. einen Spannungsteiler oder eine Differenzialsonde), um die Wechselspannung aus dem Stromnetz zu messen.
Das Spannungssignal wird in die differentiellen Eingangskanäle des CM2273 eingespeist.
Der CM2273 erfasst die Spannungsform und wandelt sie in ein digitales Signal für die weitere Analyse um.
3.2 Strommessung:
Verwenden Sie einen Stromsensor (z. B. einen Hall-Effekt-Stromsensor oder einen Stromwandler), um den durch das System fließenden Strom zu messen.
Ähnlich wie bei der Spannungsmessung wird das Stromsignal in den CM2273 eingespeist, um es zu digitalisieren.
3.3 Frequenzmessung:
Die Frequenz kann durch die Analyse des Zeitintervalls zwischen den Nulldurchgängen oder mithilfe eines Frequenzzählers gemessen werden.
Alternativ kann der CM2273 die Spannungsform abtasten, und der Controller kann die Frequenz analysieren, indem er die Peaks im Signal erkennt.
4. Datenerfassung und Signalverarbeitung:
Der CM2273 tastet die Spannungs- und Stromwellenformen kontinuierlich mit einer vordefinierten Abtastrate (typischerweise 10 kSPS oder höher, abhängig von der anwendung ).
Der CM2273 gibt digitale Daten an den Mikrocontroller aus, der dann die Signale verarbeitet, um wichtige Parameter wie folgende zu berechnen:
Effektivspannung (RMS): Die Quadratwurzel aus dem Mittelwert der quadrierten Spannungswerte.
Effektivstrom (RMS): Die Quadratwurzel aus dem Mittelwert der quadrierten Stromwerte.
Leistungsfaktor: Unter Verwendung der Phasendifferenz zwischen den Spannungs- und Stromwellenformen.
Oberwellenverzerrung: Durchführung einer Fourier-Transformation, um den Oberschwingungsgehalt in den Spannungs- und Stromwellenformen zu analysieren.
Frequenz: Bestimmung der Frequenz durch Analyse des Wellenformzyklus.
5. Analyse der Netzqualität:
Der Mikrocontroller oder DSP analysiert die erfassten Daten und vergleicht sie mit den Normen zur Netzqualität (z. B. IEEE 519 für Oberschwingungsverzerrungen, IEC 61000 für elektromagnetische Verträglichkeit).
Das System kann Alarme oder Benachrichtigungen auslösen, wenn die Parameter der Netzqualität außerhalb zulässiger Grenzwerte liegen.
6. Leistungsoptimierung:
Abtastrate: Stellen Sie sicher, dass die Abtastrate des CM2273 ausreichend hoch ist, um Spannungs- und Stromwellenformen genau zu erfassen, insbesondere bei der Messung von hochfrequenten Oberschwingungen.
Filter: Implementieren Sie digitale Filter (Tiefpass, Bandpass) in der Software, um Rauschen oder unerwünschte hochfrequente Signalanteile zu entfernen.
Kalibrierung: Kalibrieren Sie die Sensoren und den CM2273 regelmäßig um die Messgenauigkeit im Zeitverlauf aufrechtzuerhalten.
7. Beispiel für Schaltungsdesign:
Spannungs- und Stromsensoren zum CM2273: Verbinden Sie die Ausgänge der Spannungs- und Stromsensoren mit den differentiellen Eingangskanälen des CM2273.
CM2273 zum Controller: Verwenden Sie die SPI- oder I2C-Schnittstelle, um die digitalen Daten vom CM2273 an den Mikrocontroller oder DSP zur Verarbeitung zu senden.
Mikrocontroller zur Power-Quality-Software: Die verarbeiteten Daten werden an eine Power-Quality-Überwachungssoftware gesendet, die auf einem PC oder eingebettet läuft
