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전력 시스템에서 8채널 동시 샘플링 ADC(CM2248)의 적용
01 서론
CM2248은 Simu Microelectronics에서 출시한 16비트, 8채널 동시 샘플링 ADC입니다. 각 채널에는 아날로그 입력 클램프 보호 기능, 2차 앤티앨리어싱 필터, 트랙앤홀드 증폭기, 16비트 SAR ADC 및 유연한 온칩 디지털 필터가 통합되어 있습니다.
CM2248은 단일 5V 전원으로 동작하며 ±10V 또는 ±5V의 진정한 바이폴라 입력 신호를 지원합니다. 모든 채널은 200kSPS의 처리량으로 데이터를 샘플링하고 출력할 수 있습니다. 각 채널의 아날로그 입력 임피던스는 1MΩ이며, 입력 클램프 보호 회로는 최대 ±16.5V의 과전압을 견딜 수 있습니다. 본 장치는 ADI의 AD7606 및 TI의 ADS8588과 핀 호환됩니다.
외관 구조
핀 구성
아키텍처 다이어그램
일반적인 연결 다이어그램
02 특징
(1)바이폴라 아날로그 입력 범위: ±10 V, ±5 V
(2)5 V 아날로그 전원 공급, VDRIVE: 2.3 V ~ 5 V
(3)8개의 동시 샘플링 입력 채널
(4)LQFP64 10 × 10 패키지
(5 ) 완전히 통합된 데이터 수집 솔루션
--아날로그 입력 클램프 보호
--아날로그 입력 임피던스 1 MΩ인 입력 버퍼
--2차 앤티앨리어싱 아날로그 필터
--온칩 정밀 리퍼런스 및 버퍼
--16비트, 200 kSPS ADC (모든 채널)
--디지털 필터링을 통한 오버샘플링 기능
(6)유연한 병렬/직렬 인터페이스
--SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP 호환
(7)성능
--아날로그 입력 ESD 최대 8 kV
--92 dB SNR, –105 dB THD
--±1 LSB INL, ±0.8 LSB DNL
--낮은 전력 소비: 작동 모드에서 150mW, 대기 모드에서 30mW
03 솔루션 개요
전원 시스템은 두 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있다: 주 시스템(고전압, 발전기, 전력망 및 부하 포함)과 보조 시스템(저전압, 정보 시스템 및 제어 장치를 통해 주 시스템의 안전하고 신뢰성 있으며 경제적인 운용을 보장함). 설치된 총 용량을 줄이고 전력 공급의 신뢰성과 경제성을 향상시키기 위해 전력 시스템 간 연계가 주요한 추세가 되었다. 그러나 이는 또한 전력망을 더욱 취약하게 만들며, 국지적인 고장이 전체 전력 시스템을 위협할 수 있게 된다. 따라서 전력 모니터링 시스템은 전력망의 신뢰성 있는 운용을 보장하는 데 필수적인 부분이 되었다. CM2248은 전력 시스템의 두 가지 핵심 분야에서 주로 사용된다:
전력 모니터링 시스템
전력 모니링 시스템은 시스템 내에서 발생하는 데이터와 이벤트를 기록하면서 전력 시스템의 운용 상태를 지속적으로 모니링할 수 있습니다. 모니링되는 주요 파라미터는 다음과 같습니다:
전압: 순간 전압, 전압 페이저(RMS 값 및 위상), 기본파 전압 페이저, 고조파 전압 페이저 등
전류: 순간 전류, 전류 페이저, 기본파 및 고조파 페이저
주파수
전원: 유효 전력, 무효 전력, 피상 전력
에너지: 유효 에너지 및 무효 에너지
다양한 구성 요소의 운용 상태
CM2248은 8채널 동시 샘플링 아날로그 프론트엔드로, 실시간 전압, 전류 및 위상 차이 측정이 용이합니다. 이를 통해 전력 인자, 피상 전력, 에너지 등의 계산이 간편해집니다. 또한, 높은 ESD 보호 성능과 엄격한 생산 테스트를 거쳐 전력 시스템 응용 분야에 매우 적합합니다.
신에너지 그리드 연계(풍력, 태양광 등)
신뢰할 수 있는 계통 운영을 위해 풍력 및 태양광과 같은 재생 에너지 원의 연계에 엄격한 요구사항이 따릅니다. 이에는 주파수, 전력 인자 및 기타 기준 충족이 포함됩니다. 재생 에너지의 계통 연계는 DC-AC 인버전을 필요로 하며, 인버터를 위한 전압/전류 모니터링은 계통 연결 요건을 충족하기 위해 고정밀 동시 샘플링 시스템을 요구합니다. CM2248은 이러한 요구를 충족하기에 매우 적합합니다.
04 제품 장점
요약하면, CM2248은 높은 통합도, 92dB의 높은 SNR, –105dB THD의 우수한 왜곡 성능을 제공하여 다양한 ATE 응용 분야에서 고정밀 신호 피드백 수집에 매우 적합합니다. 성능 측면에서 CM2248은 ADI의 AD7606 및 TI의 ADS8588과 직접적으로 경쟁합니다.
