CM2273, SAR ADC, höghastighets, 2 MspS, 16-bit, dubbelkanal

Utseende Struktur

Tillämpningsfall: Mätning av elkvalitet med CM2273

Mål:

Använda CM2273-ADC:n för övervakning av elkvalitet genom mätning av parametrar såsom spänning, ström och frekvens. ADC:n omvandlar analoga signaler från sensorsystemet i elnätet till digitala data för analys och övervakning.

1. Systemkomponenter:

CM2273: En 16-bitars SAR-ADC med hög samplingshastighet, används för att digitalisera analoga signaler från sensorer för elkvalitet.

Spänningsgivare: Mäter spänningskurvan i elsystemet (t.ex. från elnätet).

Strömsensor: Mäter strömvågformen som går genom elförsörjningssystemet.

Effekthanterare/Styrmodul: En mikrokontroller eller digital signalprocessor (DSP) som samlar in data från CM2273, bearbetar mätningarna och beräknar viktiga parametrar för kvalitén på elenergin (t.ex. spänning, ström, effektfaktor).

Programvara: Programvara för övervakning av elkvalitet som bearbetar insamlade data, utför realtidsanalys och ger rapporter om elkvaliteten.

2. Parametrar för elkvalitet som ska mätas:

Spänning: Mäter effektivvärde (RMS) av spänning för att säkerställa att den håller sig inom det krävda intervallet.

Ström: Mäter effektivvärde (RMS) av ström för att utvärdera belastningen och identifiera eventuella obalanser.

Frekvens: Mäter frekvensen i elnätet för att säkerställa att den håller sig på nominella nivåer (50 Hz eller 60 Hz).

Harmoniska vågor: Mäter harmonisk distortion i spännings- och strömvågformer för att utvärdera eventuellt icke-linjärt beteende i elförsörjningssystemet.

Effektfaktor: Beräknar förhållandet mellan verklig effekt och skenbar effekt för att utvärdera systemets effektivitet.

3. Systemkonfiguration och mätuppställning:

3.1 Spänningsmätning:

Använd en spänningssensor (t.ex. en spänningsdelare eller en differentiell probe) för att mäta växelspänningen från elsystemet.

Spänningssignalen kommer att matas in i CM2273:s differentiella ingångskanaler.

CM2273 kommer att sampla spänningsvågformen och omvandla den till ett digitalt signal för vidare analys.

3.2 Strömmätning:

Använd en strömssensor (t.ex. en Hall-effekt-strömsensor eller en strömtransformator) för att mäta strömmen som går genom systemet.

På liknande sätt som vid spänningsmätning matas strömsignalen in i CM2273 för att digitaliseras.

3.3 Frekvensmätning:

Frekvensen kan mätas genom att analysera tidsintervallet mellan nollgenomgångar eller genom att använda en frekvensräknare.

Alternativt kan CM2273 sampla spänningsvågformen, och styrenheten kan analysera frekvensen genom att detektera toppar i signalen.

4. Datainsamling och signalbehandling:

CM2273 samplar kontinuerligt spännings- och strömvågformer med en fördefinierad samplingshastighet (vanligtvis 10 kSPS eller högre, beroende på ansökan ).

CM2273 skickar digitala data till mikrostyrningen, som sedan bearbetar signalerna för att beräkna nyckelparametrar såsom:

Effektivspänning (RMS): Kvadratroten ur medelvärdet av kvadrerade spänningsvärden.

Effektivström (RMS): Kvadratroten ur medelvärdet av kvadrerade strömvärden.

Effektfaktor: Genom att använda fasskillnaden mellan spännings- och strömvågformerna.

Harmonisk distortion: Genom att utföra en Fouriertransform för att analysera harmoniska komponenter i spännings- och strömvågformerna.

Frekvens: Genom att bestämma frekvensen genom analys av vågformsperioden.

5. Analys av elkvalitet:

Mikrostyrningen eller DSP:n kommer att analysera insamlade data och jämföra dem med standarder för elkvalitet (t.ex. IEEE 519 för harmonisk distortion, IEC 61000 för elektromagnetisk kompatibilitet).

Systemet kan aktivera larm eller aviseringar om parametrar för elkvalitet faller utanför acceptabla gränser.

6. Prestandaoptimering:

Samplingsfrekvens: Se till att CM2273:s samplingsfrekvens är tillräckligt hög för att noggrant kunna fånga spännings- och strömvågformer, särskilt vid mätning av högfrekventa harmoniska vågor.

Filter: Implementera digitala filter (lågpass, bandpass) i programvaran för att ta bort brus eller oönskade högfrekventa komponenter från signalerna.

Kalibrering: Kalibrera regelbundet sensorerna och CM2273 för att bibehålla mätprecisionen över tid.

7. Exempel på kretskonstruktion:

Spännings- och strömsensorer till CM2273: Anslut utgångarna från spännings- och strömsensorerna till de differentiella ingångskanalerna på CM2273.

CM2273 till kontroller: Använd SPI- eller I2C-gränssnittet för att skicka digitala data från CM2273 till mikrokontrollern eller DSP:n för behandling.

Mikrokontroller till elkvalitetsprogramvara: De bearbetade datan skickas till en elkvalitetsövervakningsprogramvara som körs på en PC eller inbäddad