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高性能电力线监测、继电保护系统设计指南【真人龙虎娱乐】
2020-12-05 [6861]

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真人龙虎娱乐|随着全球电网的持续发展,电力线监视、继电保护产品大幅度更新换代,改变了设计模式。 作为世界领先的高性能信号处理解决方案的提供商,ADI公司推出的系列高性能ADC依然引领着这一领域的技术发展路线:第一代电力继电器保护产品都是单通道16位ADC (例如AD976、AD574 ) 随后,经常出现对应于16位AD7656和14位AD7865模拟电源的第二代继电器保护产品,AD7656和AD7865在现在的许多电力继电器保护产品中依然有非常顺利的应用实例。 随着技术的改版和产品技术的改进,特别是其10V双极多通道实时输出等技术特征,AD7656成为上一代电力继电保护的主流自由选择,至今仍在大量电力监视和维护设备中发挥着最重要的作用。

随着电网智能化管理的发展趋势,电力线监视和维护产品的设计面临着更多的挑战,多通道电流和电压监视系统的设计者如双电源、受限的模拟输出范围、低模拟输入阻抗、 而且作为使用廉价的个别设备带来的高成本等一系列电力二次设备制造商的关键供应商,ADI公司深刻理解全世界电力设备企业的技术市场需求,根据AD7656顺利应用的经验,再次进行16比特8地下通道实时协助客户更好地应对智能电网时代开发二次设备的技术挑战图1:ADI公司的高性能ADC产品发展路线图。 修改了AD7606电力线监视系统AD7606系列设备使用单一的5V电源,与可靠的10V和5V双极信号输出相反,每个地下通道的比特率可以超过200ksps。

在一个芯片内建立多个地下通道可以反对变电站自动化设备中的三相电流、电压和零线的测量。 实时采样功能可以在保持振幅信息的同时,在宽动态范围内对双极电压和电流进行采样。

AD7606系列的所有8条地下通道都可以构建最低200kSPS的采样率。 内置低噪声、低电阻输出、信号调整放大器,最低支持22kHz的输出频率。

AD7606的信噪比(SNR )高达90dB,通过组合片上数字滤波器,可以进一步提高SNR性能,防止错误码的增大、扩散、折返感应。 开关过程和数据收集利用CONVST信号和内部振荡器展开控制。

通过两个CONVST槽,可以对所有八路模拟输出或两组模拟输出地下通道(包括一组四通模拟输出)同时展开采样,以考虑变压器之间的相位差。 图2:AD7606进一步修改了电路设计(上下图分别是使用AD7656和AD7606的电路图像)。 AD7606内部的信号调整电路已经包括低噪声、低输入阻抗的信号调整电路,其等效输入阻抗几乎在独立国家以比特率相同,为1M。

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另外,在输出终端上构筑了具有40dB抗锯齿感应特性的滤波器,虽说修改了前端设计,但依然需要外部驱动和滤波器电路。 因此,从二次变流器输入的信号需要再次发送到缓冲器,需要终端AD7606。

AD7606内部构建了2.5V带隙电压基准和基准缓冲电路,旨在使系统拒绝内置基准或外部基准的组合。 在多片ADC的设计中,市场需求低时,不应该使用低初始精度和低温度系数的外部标准,避免不同设备内置标准的差异引起的误差。

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介绍初始精度0.04%、温度系数3ppm/组合的ADR421B。 如果市场需求给出多个ADC地下通道间的数值,则第一片AD7606在内置基准模式下动作,其余AD7606为外部基准模式,然后,可以通过第一片AD7606的内置基准输入提供给余AD7606。 因此,即使不做外部基准,也可以确保多个AD7606地下通道间数据的定性。

图3:AD7606的卓越性能优势简化了系统设计。 AD7606以100mW以下的运用功耗和仅25mW的待机功耗,保持了ADC低功耗技术上的优势。 特别是,在一个电路基板上有多个多通道ADC的情况下(有些系统在一个电路基板上最多需要100个ADC地下通道),功耗是最重要的考虑事项,该低功耗的特性修正了系统的热设计,提高了系统的可靠性AD7606系列包括共计8条地下通道、6条地下通道和4条地下通道3种实时采样ADC器件,对于必要的多通道系统的应用,设计者分别使用8 4、8 6条地下通道的柔性设计者组,ADI的新ADC系列另外,这些设备之间的引脚兼容性可以将完全相同的电路设计限定为多个不同的地下通道数的系统配置。 在电路设计中,许多电力线监视系统建议使用多个AD7606设备构建多通道实时采样。

为了提高设备之间的性能,这些设备必须使用平面布局。 AVCC电压平面沿着两个设备的右侧配置,VDRIVE电源线沿着两个AD7606设备的左侧配置。 基准电压芯片ADR421位于两个AD7606设备之间,基准电压向下配置在U2的槽42中,向上埋设在U1的槽42中。 用于实心接地层。

这些平面布局原则限于包括两个或多个AD7606设备的系统。 AD7606器件可以南北方向配置,基准电压位于器件中间,基准电压引线沿着南北方向。 良好的去耦对整个电力线监视系统的性能非常重要,合理的去耦装置随后可以减少AD7606的电源电阻及其电源尖峰宽度。

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REFIN/REFOUT插槽和REFCAPA、REFCAPB插槽的去耦容量是与性能相关的最重要的容量,请不要使用尽可能近的合适的AD7606插槽。 如果可能,请不要将这些电容器放在电路板上与AD7606设备完全相同的一侧。 AD7606的去耦设计非常简洁,只需要9个低值陶瓷电容器,还包括2个10uF、2个1uF和5个0.1uF。

在低地下通道系统中,通过赋予良好的地下通道间和器件间的性能,可以大幅度简化校正过程。 AD7606器件、模拟输出地下通道和去耦电容的平面布局有助于提供多个器件之间的性能。

图4 :推荐的多通道应用程序的电路布局。。

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