Toepassing van een 8-kanaals gelijktijdig samplende ADC (CM2248) in energiesystemen

01 Inleiding

De CM2248 is een 16-bits, 8-kanaals gelijktijdig samplende ADC geïntroduceerd door Simu Microelectronics. Elk kanaal bevat analoge ingangsclampbeveiliging, een anti-aliasingfilter van tweede orde, een track-and-hold-versterker, een 16-bits SAR-ADC en een flexibele digitale filterfunctie op de chip.

De CM2248 werkt op een enkele 5 V voeding en ondersteunt echte bipolaire ingangssignalen van ±10 V of ±5 V. Alle kanalen kunnen gegevens samplem en uitvoeren met een doorvoersnelheid van 200 kSPS. De analoge ingangsimpedantie van elk kanaal bedraagt 1 MΩ, en de ingangsclampbeveiliging kan overspanning tot ±16,5 V weerstaan. Het apparaat is pin-compatibel met de AD7606 van ADI en de ADS8588 van TI.

Uiterlijk van de structuur

Pinconfiguratie

Architectuurschema

Typisch aansluitschema

02 Kenmerken

(1)Bipolaire analoge ingangsbereiken: ±10 V, ±5 V

(2)5 V analoge voeding, VDRIVE: 2,3 V tot 5 V

(3)8 gelijktijdig samplende ingangskanalen

(4)LQFP64 10 × 10 behuizing

(5 ) Volledig geïntegreerde data-acquisitie-oplossing

--Beveiliging tegen klemmen van analoge ingang

--Ingangsbuffer met 1 MΩ analoge ingangsimpedantie

--Analoge anti-aliasing filter van tweede orde

--Ingelaste precisiespanningsreferentie en buffer

--16-bits, 200 kSPS ADC (alle kanalen)

--Oversamplingmogelijkheid via digitaal filteren

(6)Flexibele parallel/seriële interfaces

--SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP compatibel

(7)Prestatie

--ESD op analoge ingang tot 8 kV

--92 dB SNR, –105 dB THD

--±1 LSB INL, ±0,8 LSB DNL

--Laag stroomverbruik: 150 mW in bedrijfstoestand, 30 mW in stand-by modus

03 Oplossingsoverzicht

Een powersysteem bestaat uit twee hoofdcomponenten: het primaire systeem (hoogspanning, inclusief generatoren, voedingsnetten en belastingen) en het secundaire systeem (laagspanning, dat de veilige, betrouwbare en economische werking van het primaire systeem verzekert via zijn informatiesystemen en besturingsmechanismen). Om de totale geïnstalleerde capaciteit te verminderen en de betrouwbaarheid en economie van de stroomvoorziening te verbeteren, is de koppeling van powersystemen een belangende trend geworden. Dit maakt het net echter ook kwetsbaarder, waarbij gelokaliseerde storingen het gehele powersysteem kunnen bedreigen. Daarom zijn powersysteemmonitoringssystemen essentieel geworden om de betrouwbare werking van het net te waarborgen. De CM2248 wordt voornamelijk gebruikt in twee sleutelgebieden van powersystemen:

Vermogensbewakingssysteem

Energiebewakingssystemen kunnen continu de bedrijfsstatus van het energiesysteem bewaken terwijl ze gegevens en gebeurtenissen in het systeem registreren. Belangrijke parameters die worden bewaakt zijn:

1. Spanning: Ogenblikkelijke spanning, spanningsfasoren (effektieve waarde en fase), fundamentele spanningsfasoren, harmonische spanningsfasoren, enz.

2. Stroom: Ogenblikkelijke stroom, stroomfasoren, fundamentele en harmonische fasoren

3. Frequentie

4. Vermogen: Actief vermogen, reactief vermogen, schijnbaar vermogen

5. Energie: Actieve energie en reactieve energie

6. Bedrijfsstatus van diverse componenten

De CM2248 is een analoog front-end met 8 kanalen die gelijktijdig sample, waardoor realtime spanning, stroom en faseverschillen eenvoudig kunnen worden gemeten. Dit maakt het eenvoudig om arbeidsfactor, schijnbaar vermogen, energie en meer te berekenen. Daarnaast zijn de hoge ESD-bescherming en strenge productietests er uitermate geschikt voor toepassingen in energiesystemen.

Integratie van nieuwe energie in het elektriciteitsnet (wind, zon, enz.)

Voor een betrouwbare netwerking zijn er strenge eisen voor de integratie van hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. Dit omvat het voldoen aan frequentie-, arbeidsfactor- en andere criteria. De integratie van hernieuwbare energie vereist DC-AC-omzetting, en spanning/stroommonitoring voor de omvormer vereist ook een hoogwaardig simultaan bemonsteringssysteem om te voldoen aan de netkoppelingsvereisten. De CM2248 is zeer geschikt om aan deze vereisten te voldoen.

04 Productvoordelen

Kortom, de CM2248 biedt hoge integratie, een hoog SNR van 92 dB en uitstekende vervormingsprestaties met een THD van –105 dB, waardoor het zeer geschikt is voor hoogwaardige signaalterugkoppeling in diverse ATE-toepassingen. Op het gebied van prestaties concurreert de CM2248 direct met de AD7606 van ADI en de ADS8588 van TI.