Мониторинг энергетических параметров

ADE9153A представляет собой высокоточную микросхему однофазного счетчика энергии с автокалибровкой. Функция автокалибровки mSure^® позволяет счетчику автоматически калибровать каналы измерения тока и напряжения без использования точного источника или точного опорного средства измерения, когда в качестве датчика тока используется шунтирующий резистор. Функция автокалибровки mSure может использоваться со счетчиками классов 1 и 2.

В состав ADE9153A входят три высококачественных аналого-цифровых преобразователя (АЦП), обеспечивающих отношение сигнал/шум 88 дБ. ADE9153A имеет расширенный набор метрологических функций, которые позволяют выполнять измерения различных параметров, таких как напряжение и ток в сети, активная энергия, реактивная энергия по основной составляющей гармонике и полная энергия, а также производить расчет среднеквадратических значений тока и напряжения. В ADE9153A также входят схемы измерения качества электроэнергии, такие как схема обнаружения пересечения нуля, схема вычисления периода сетевого напряжения, схемы измерения фазовых углов, провалов и скачков напряжения, обнаружения пиков и перегрузок по току, а также схема измерения коэффициента мощности. Каждый входной канал имеет независимые и настраиваемые каскады усиления. Канал измерения тока A оптимально подходит для подключения шунтов, имеет настраиваемый каскад усиления и обеспечивает полный диапазон входного сигнала от 62,5 мВ с пиковым значением 26,04 мВ. Канал измерения тока B имеет каскады усиления с коэффициентами 1×, 2× и 4× и предназначен для использования с трансформаторами тока (ТТ). С помощью высокоскоростного порта SPI, работающего с частотой 10 МГц, обеспечивается доступ к регистрам ADE9153A.

ADE9153A работает при напряжении питания 3,3 В и выпускается в 32-выводном корпусе LFCSP.

Области применения

• Однофазные счетчики энергии
• Средства измерения энергии и мощности
• Уличное освещение
• Интеллектуальные системы распределения энергии
• Мониторинг состояния оборудования

ADE9000 представляет собой высокоточную высокоинтегрированную микросхему многофазного счётчика с возможностями измерения параметров качества электроэнергии. Превосходные характеристики работы с аналоговыми сигналами и ядро цифровой обработки сигналов (DSP) позволяют измерять параметры качества электроэнергии в широком динамическом диапазоне. Встроенный высококачественный источник опорного напряжения обеспечивает малый дрейф с изменением температуры, при этом суммарный температурный дрейф не превышает ±25 ppm/°C для всей цепи канала, включающей в том числе усилитель с программируемым коэффициентом усиления и АЦП.

ADE9000 обеспечивает полноценное измерение параметров качества электроэнергии, позволяя организовать измерение как полных значений активной, реактивной и кажущейся мощности, а также среднеквадратических энергетических показателей, так и значений этих величин по основной составляющей гармонике. Дополнительные функции, такие как контроль провалов по напряжению и перенапряжения, измерение частоты, фазового угла, коэффициента нелинейных искажений по напряжению, коэффициента нелинейных искажений по току и коэффициента мощности позволяют осуществлять эффективное измерение параметров качества электроэнергии. Функция вычисления среднеквадратических значений за полупериод и за 10/12 периодов, проводимого в соответствии с классом S стандарта МЭК 61000-4-30, позволяет получать мгновенные среднеквадратические значения энергетических параметров в режиме реального времени.

В составе ADE9000 имеется универсальный буфер хранения сигналов, который хранит выборки с фиксированной скоростью дискретизации 32 тыс. выб./с или 8 тыс. выб./с или с частотой дискретизации, которая изменяется в зависимости от частоты сети, чтобы обеспечить 128 точек на период сети. Передискретизация упрощает выполняемое с помощью внешнего процессора быстрое преобразование Фурье (БПФ) не менее 50 гармоник.

ADE9000 упрощает разработку счетчиков электроэнергии и систем измерения параметров качества электроэнергии благодаря тому, что сочетает в себе механизмы сбора данных и расчета параметров. Встроенные АЦП и процессор цифровой обработки сигналов позволяют рассчитать различные параметры и предоставляют данные через доступные пользователю регистры или сообщают о событиях с помощью линий прерывания. Имеющая семь отдельных каналов АЦП микросхема ADE9000 может измерять параметры одной трехфазной сети или трех однофазных сетей. Для задач измерения тока микросхема поддерживает работу с трансформаторами тока и катушками Роговского. Благодаря наличию цифрового интегратора отпадает необходимость использования дискретного интегратора, необходимого для работы с катушками Роговского.

ADE9000 выполняет большую часть вычислений для систем измерения параметров качества электроэнергии. На основе хост-микроконтроллера и ADE9000 можно разработать автономные энергетические системы измерения и защиты или недорогие узлы, отправляющие данные в облако.

Обратите внимание, что в документации на данный компонент многофункциональные контакты, такие как CF4/EVENT/DREADY, упоминаются либо с использованием полного названия контакта, либо с использованием наименования одной функции контакта, например, EVENT, когда важна только эта функция.

Области применения

• Системы измерения параметров электроэнергии
• Системы измерения качества электроэнергии
• Защитные устройства
• Системы мониторинга состояния оборудования
• Интеллектуальные блоки распределения питания
• Многофазные счетчики энергии

AD7779 – это восьмиканальный АЦП с одновременной выборкой. На кристалле интегрированы восемь полнофункциональных сигма-дельта (Σ-Δ) АЦП. AD7779 обладает очень низким входным током, что позволяет подключать его непосредственно к выходам датчиков. Каждый входной канал содержит каскад с программируемым коэффициентом усиления (1, 2, 4 или 8) для отображения выходных сигналов датчиков меньшей амплитуды в диапазон полной шкалы АЦП, что позволяет максимизировать динамический диапазон сигнальной цепочки. AD7779 работает с опорным напряжением V_REF в диапазоне от 1 В до 3.6 В. На аналоговые входы можно подавать однополярные (от 0 В до V_REF) или биполярные (±V_REF/2 В) аналоговые сигналы при напряжении питания аналоговой части компонента 3.3 В или ±1.65 В, соответственно. В зависимости от конфигурации выхода датчика аналоговые входы можно настроить для работы с дифференциальными или несимметричными сигналами.

Каждый канал содержит сигма-дельта модулятор и цифровой фильтр sinc3 с малой задержкой. Для плавной регулировки частоты обновления выходных данных в AD7779 интегрирован преобразователь частоты дискретизации (SRC). Этот блок может быть использован в задачах, где требуется поддержание когерентности частоты выходных данных при изменениях частоты напряжения сети в пределах 0.01 Гц. SRC программируется через интерфейс последовательного порта (SPI). AD7779 имеет два интерфейса: интерфейс вывода данных и интерфейс управления SPI. Интерфейс вывода данных АЦП предназначен для передачи результатов преобразования АЦП из AD7779 в процессор. Интерфейс SPI используется для записи/чтения регистров конфигурации AD7779, а также для управления/чтения данных из АЦП последовательного приближения (SAR). Интерфейс SPI также можно сконфигурировать для вывода результатов преобразования Σ-Δ АЦП.

В состав AD7779 входит 12-разрядный АЦП последовательного приближения. Этот АЦП может быть использован для диагностики AD7779 без выделения одного из каналов Σ-Δ АЦП под функции измерения параметров системы. При добавлении внешнего мультиплексора, управление которым можно организовать при помощи трех линий универсального ввода/вывода (GPIO), и внешней схемы аналогового преобразования сигнала этот АЦП позволяет контролировать достоверность измерений Σ-Δ АЦП в задачах, где требуется повышенная надежность. Кроме того, интегрированный в AD7779 АЦП последовательного приближения содержит внутренний мультиплексор для измерения сигналов во внутренних узлах.

В AD7779 интегрированы источник опорного напряжения 2.5 В и буфер опорного напряжения. Типичное значение температурного коэффициента источника опорного напряжения составляет 10 ppm/°C. AD7779 имеет два рабочих режима: режим высокого разрешения и режим пониженного энергопотребления. В режиме высокого разрешения компонент обеспечивает расширенный динамический диапазон, потребляя 10.75 мВт на канал; в режиме пониженного энергопотребления потребляемая мощность сокращается до уровня всего 3.37 мВт на канал за счет уменьшения динамического диапазона.

Заявленные в спецификации характеристики гарантированно выдерживаются в температурном диапазоне от −40°C до +105°C; при этом компонент сохраняет работоспособность при температурах до +125°C.

Области применения

• Автоматы защиты сети питания
• Универсальные системы сбора данных
• Электроэнцефалография (ЭЭГ)
• Управление промышленными технологическими процессами