Applicazione di un convertitore ADC a campionamento simultaneo 8-canale (CM2248) nei sistemi di alimentazione

01 Introduzione

Il CM2248 è un convertitore ADC a 16 bit e 8 canali con campionamento simultaneo lanciato da Simu Microelectronics. Ogni canale integra protezione di clamp per l'ingresso analogico, un filtro anti-aliasing del secondo ordine, un amplificatore track-and-hold, un ADC SAR a 16 bit e un filtro digitale flessibile integrato.

Il CM2248 funziona con un'unica alimentazione da 5 V supportando segnali d'ingresso veramente bipolari di ±10 V o ±5 V. Tutti i canali possono campionare ed elaborare dati a una velocità di trasferimento di 200 kSPS. L'impedenza d'ingresso analogica di ogni canale è di 1 MΩ, e il circuito di protezione con clamp può resistere a sovratensioni fino a ±16,5 V. Il dispositivo è compatibile pin-to-pin con l'AD7606 di ADI e con l'ADS8588 di TI.

Aspetto del struttura

Configurazione dei pin

Diagramma architetturale

Diagramma di collegamento tipico

02 Caratteristiche

(1)Gamme d'ingresso analogico bipolari: ±10 V, ±5 V

(2)alimentazione analogica da 5 V, VDRIVE: da 2,3 V a 5 V

(3)8 canali d'ingresso con campionamento simultaneo

(4)Pacchetto LQFP64 10 × 10

(5 ) Soluzione integrata completa per l'acquisizione dati

--Protezione con clamp sugli ingressi analogici

--Buffer di ingresso con impedenza di ingresso analogico da 1 MΩ

--Filtro analogico anti-aliasing del secondo ordine

--Riferimento e buffer di precisione integrati

--aDC a 16 bit, 200 kSPS (tutti i canali)

--Capacità di sovracampionamento tramite filtraggio digitale

(6)Interfacce parallele/seriali flessibili

--Compatibile con SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP

(7)Prestazioni

--ESD di ingresso analogico fino a 8 kV

--rapporto segnale-rumore di 92 dB, THD di –105 dB

--±1 LSB INL, ±0,8 LSB DNL

--Basso consumo di energia: 150 mW in funzionamento, 30 mW in modalità standby

03 Panoramica della Soluzione

Un sistema elettrico è composto da due componenti principali: il sistema primario (alta tensione, comprendente generatori, reti elettriche e carichi) e il sistema secondario (bassa tensione, che garantisce il funzionamento sicuro, affidabile ed economico del sistema primario attraverso i suoi sistemi informativi e meccanismi di controllo). Per ridurre la capacità installata totale e migliorare l'affidabilità e l'economicità dell'alimentazione, l'interconnessione dei sistemi elettrici è diventata una tendenza dominante. Tuttavia, ciò rende anche la rete più vulnerabile, con guasti localizzati che potrebbero minacciare l'intero sistema elettrico. Di conseguenza, i sistemi di monitoraggio dell'energia sono diventati una componente essenziale per garantire il funzionamento affidabile della rete. Il CM2248 è utilizzato principalmente in due aree chiave dei sistemi elettrici:

Sistema di monitoraggio dell'energia

I sistemi di monitoraggio dell'energia possono monitorare continuamente lo stato operativo del sistema elettrico registrando dati ed eventi che si verificano nel sistema. I parametri chiave monitorati includono:

1. Tensione: Tensione istantanea, fasori di tensione (valore efficace e fase), fasori di tensione fondamentali, fasori di tensione armonici, ecc.

2. Corrente: Corrente istantanea, fasori di corrente, fasori fondamentali e armonici

3. Frequenza

4. Potenza: Potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente

5. Energia: Energia attiva ed energia reattiva

6. Stato operativo dei vari componenti

Il CM2248 è un front-end analogico a 8 canali con campionamento simultaneo, che consente di misurare facilmente tensione, corrente e differenze di fase in tempo reale. Ciò permette un semplice calcolo del fattore di potenza, della potenza apparente, dell'energia e altro ancora. Inoltre, l'elevata protezione ESD e i rigorosi test di produzione lo rendono particolarmente adatto per applicazioni nei sistemi elettrici.

Integrazione nella rete di nuove energie (eolico, solare, ecc.)

Per un funzionamento affidabile della rete, esistono requisiti rigorosi per l'integrazione di fonti di energia rinnovabili come l'energia eolica e solare. Ciò include il rispetto di parametri relativi alla frequenza, al fattore di potenza e ad altri criteri. L'integrazione delle energie rinnovabili richiede l'inversione da DC ad AC, e il monitoraggio della tensione/corrente per l'inverter richiede anche un sistema di campionamento simultaneo ad alta precisione per soddisfare i requisiti di connessione alla rete. Il CM2248 è particolarmente adatto a soddisfare queste esigenze.

04 Vantaggi del prodotto

In sintesi, il CM2248 offre un'elevata integrazione, un alto SNR di 92 dB e ottime prestazioni in termini di distorsione con un THD di –105 dB, risultando particolarmente adatto per l'acquisizione di segnali di retroazione ad alta precisione in diverse applicazioni ATE. Per quanto riguarda le prestazioni, il CM2248 compete direttamente con l'AD7606 di ADI e con l'ADS8588 di TI.