Застосування 8-канального АЦП з синхронним опитуванням каналів (CM2248) у системах електроживлення

01 Введення

CM2248 — це 16-бітний 8-канальний АЦП з одночасним опитуванням, запущений компанією Simu Microelectronics. Кожен канал інтегрує захист від затискання аналогового входу, фільтр антиалиасингу другого порядку, підсилювач вибірки-зберігання, 16-бітний АЦП SAR та гнучкий цифровий фільтр на кристалі.

CM2248 працює від одного джерела живлення 5 В і підтримує справжні біполярні вхідні сигнали ±10 В або ±5 В. Усі канали можуть опитуватися та виводити дані з продуктивністю 200 kSPS. Аналоговий вхідний опір кожного каналу становить 1 МОм, а схема захисту від затискання входу витримує перевищення напруги до ±16,5 В. Пристрій сумісний по виводах з AD7606 від ADI та ADS8588 від TI.

Зовнішній вигляд структура

Розташування виводів

Архітектурна схема

Типова схема підключення

02 Особливості

(1)Біполярні діапазони аналогового входу: ±10 В, ±5 В

(2)аналогове живлення 5 В, VDRIVE: від 2,3 В до 5 В

(3)8 каналів введення з одночасним опитуванням

(4)Корпус LQFP64 10 × 10

(5 ) Повністю інтегроване рішення для збору даних

--Захист аналогового входу за допомогою обмежувача

--Вхідний буфер з аналоговим вхідним опором 1 МОм

--Аналоговий антиалиасинговий фільтр другого порядку

--Точкове опорне джерело та буфер на кристалі

--16-бітний АЦП 200 kSPS (усі канали)

--Функція оversampling за допомогою цифрового фільтрування

(6)Гнучкі паралельні/послідовні інтерфейси

--Сумісність із SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP

(7)Продуктивність

--Електростатичний розряд на аналоговому вході до 8 кВ

--92 дБ відношення сигнал/шум, –105 дБ коефіцієнт нелінійних спотворень

--±1 LSB INL, ±0,8 LSB DNL

--Низьке енергоспоживання: 150 мВт у режимі роботи, 30 мВт у режимі очікування

03 Огляд рішення

Система електроживлення складається з двох основних компонентів: первинної системи (висока напруга, включає генератори, електричні мережі та навантаження) та вторинної системи (низька напруга, що забезпечує безпечну, надійну та економічну роботу первинної системи за допомогою її інформаційних систем та механізмів керування). Щоб зменшити загальну встановлену потужність і покращити надійність та економічність електропостачання, інтеграція енергосистем стала основною тенденцією. Однак це також робить електромережу більш вразливою, оскільки локальні пошкодження можуть загрожувати всій енергосистемі. Внаслідки цього системи монітування електромереж стали невід'ємною частиною забезпечення надійної роботи електромережі. CM2248 використовується переважно в двох ключових галузях енергосистем:

Система моніторингу енергосхоплювання

Системи моніторингу електроживлення можуть безперервно контролювати робочий стан електричної системи, записуючи дані та події, що відбуваються в системі. Основні параметри, що контролюються, включають:

1. Напруга: Миттєве напруження, фазори напруги (діюче значення та фаза), фазори основної напруги, фазори гармонік напруги тощо.

2. Сила струму: Миттєвий струм, фазори струму, основні та гармонійні фазори

3. Частота

4. Потужність: Активна потужність, реактивна потужність, повна потужність

5. Енергія: Активна енергія та реактивна енергія

6. Робочий стан різних компонентів

CM2248 — це 8-канальний аналоговий інтерфейс з одночасним опитуванням каналів, що полегшує вимірювання миттєвих значень напруги, струму та різниці фаз. Це дозволяє легко обчислювати коефіцієнт потужності, повну потужність, енергію тощо. Крім того, високий рівень захисту від електростатичного розряду та суворі випробування під час виробництва роблять його надзвичайно придатним для застосувань у системах електроживлення.

Інтеграція нових джерел енергії до мережі (вітер, сонце тощо)

Для надійної роботи мережі існують суворі вимоги щодо інтеграції джерел відновлюваної енергії, таких як вітрова та сонячна енергія. Це включає виконання вимог щодо частоти, коефіцієнта потужності та інших критеріїв. Інтеграція відновлюваних джерел енергії вимагає перетворення постійного струму на змінний, а контроль напруги/струму для інвертора також потребує високоточної системи синхронного опитування, щоб відповідати вимогам підключення до мережі. Мікросхема CM2248 добре підходить для виконання цих вимог.

04 Переваги продукту

Отже, CM2248 пропонує високий рівень інтеграції, високе співвідношення сигнал/шум (92 дБ) і чудову продуктивність щодо спотворень із загальними гармонійними спотвореннями –105 дБ, що робить її високоточним рішенням для отримання сигналів зворотного зв'язку в різних застосуваннях ATE. З точки зору продуктивності, CM2248 конкурує безпосередньо з AD7606 фірми ADI та ADS8588 фірми TI.