8 csatornás szimultán mintavételezésű ADC (CM2248) alkalmazása villamosenergia-rendszerekben

01 Bevezetés

A CM2248 egy 16 bites, 8 csatornás, egyszerre mintavételező ADC, amelyet a Simu Microelectronics dobott piacra. Minden csatorna analóg bemeneti záróvédelmet, másodrendű aliasing-ellenes szűrőt, követő-erősítőt, 16 bites SAR ADC-t és egy rugalmas, digitális szűrőt integrál azonos lapkán.

A CM2248 egyetlen 5 V tápfeszültségről működik, miközben tényleges bipoláris bemeneti jeleket kezel ±10 V vagy ±5 V tartományban. Az összes csatorna mintavételezési és adatkimeneti sebessége elérheti a 200 kSPS-ot. Mindegyik csatorna analóg bemeneti impedanciája 1 MΩ, és a bemeneti záróvédelem áramkör ±16,5 V-ig túlfeszültséget képes elviselni. Az eszköz pin-kompatibilis az ADI AD7606 és a TI ADS8588 típusszámú termékeivel.

Megjelenése a szerkezet

Csatlakozókiosztás

Architektúra diagram

Tipikus kapcsolási rajz

02 Jellemzők

(1)Bipoláris analóg bemeneti tartományok: ±10 V, ±5 V

(2)5 V-os analóg tápfeszültség, VDRIVE: 2,3 V-tól 5 V-ig

(3)8 egyszerre mintavételező bemeneti csatorna

(4)LQFP64 10 × 10-es csomagolás

(5 ) Teljesen integrált adatgyűjtő megoldás

--Analóg bemeneti feszültségkorlátozó védelem

--Bemeneti puffer 1 MΩ-os analóg bemeneti impedanciával

--Másodrendű anti-aliasing analóg szűrő

--Chipen lévő precíziós referencia és puffer

--16 bites, 200 kSPS ADC (összes csatorna)

--Túlmintavételezési képesség digitális szűréssel

(6)Rugalmas párhuzamos/soros interfészek

--SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP kompatibilis

(7)Teljesítmény

--Analóg bemenet ESD-vel, akár 8 kV-ig

--92 dB SNR, –105 dB THD

--±1 LSB INL, ±0,8 LSB DNL

--Alacsony fogyasztás: 150 mW üzemi módban, 30 mW készenléti módban

03 Megoldás áttekintése

Egy villamosenergia-rendszer két fő komponensből áll: az elsődleges rendszerből (magas feszültségű, generátorokat, energiahálózatokat és terheléseket tartalmaz) és a másodlagos rendszerből (alacsony feszültségű, amely információs rendszerei és vezérlőmechanizmusai révén biztosítja az elsődleges rendszer biztonságos, megbízható és gazdaságos üzemeltetését). A teljes telepített kapacitás csökkentése, valamint az ellátás megbízhatóságának és gazdaságosságának javítása érdekében a villamosenergia-rendszerek összekapcsolása jelenleg fő irányzattá vált. Ugyanakkor ez növeli a hálózat sebezhetőségét is, hiszen helyi hibák is veszélyeztethetik az egész villamosenergia-rendszert. Ennek következtében a villamosenergia-figyelő rendszerek elengedhetetlen részévé váltak a hálózat megbízható működésének biztosításában. A CM2248 elsősorban két kulcsfontosságú területen használatos a villamosenergia-rendszerekben:

Energiamegoldási rendszer

A teljesítményfigyelő rendszerek folyamatosan figyelemmel kísérhetik az áramellátó rendszer működési állapotát, miközben rögzítik a rendszerben előforduló adatokat és eseményeket. A figyelt főbb paraméterek a következők:

1. Feszültség: Pillanatnyi feszültség, feszültség-fázisvektorok (effektív érték és fázis), alapharmonikus feszültség-fázisvektorok, harmonikus feszültség-fázisvektorok stb.

2. Jelenlegi: Pillanatnyi áramerősség, áram-fázisvektorok, alap- és harmonikus fázisvektorok

3. Frekvencia

4. Teljesítmény: Aktív teljesítmény, meddő teljesítmény, látszólagos teljesítmény

5. Energia: Aktív energia és meddő energia

6. Különféle komponensek működési állapota

A CM2248 egy 8 csatornás, egyszerre mintavételező analóg előtét, amely lehetővé teszi a valós idejű feszültség, áramerősség és fáziskülönbség mérését. Ez egyszerűvé teszi a teljesítménytényező, a látszólagos teljesítmény, az energia stb. kiszámítását. Emellett a magas ESD-védelem és szigorú gyártásellenőrzés miatt kiválóan alkalmas áramellátó rendszerekben történő alkalmazásra.

Új energiák hálózati integrációja (szél, nap stb.)

A megbízható hálózati működéshez szigorú követelmények társulnak a megújuló energiaforrások, például a szél- és naperő integrálásához. Ezek közé tartozik a frekvencia, a teljesítménytényező és egyéb kritériumok teljesítése. A megújuló energiák hálózatba való betáplálásához DC-AC inverzió szükséges, az inverter feszültség/áram figyelése pedig nagy pontosságú, egyidejű mintavételezési rendszert igényel a csatlakozási feltételek teljesítéséhez. A CM2248 kiválóan alkalmas ezeknek az igényeknek a kielégítésére.

04 Termék előnyök

Összefoglalva, a CM2248 magas szintű integrációt kínál, 92 dB-es magas SNR-t és kiváló torzítási teljesítményt –105 dB THD értékkel, így különösen alkalmas különböző ATE alkalmazásokban a nagypontosságú jelvisszacsatolásos adatfelvételre. Teljesítményét tekintve a CM2248 közvetlen versenytársa az ADI AD7606 és a TI ADS8588 termékének.