Передача и распределение электроэнергии

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

The ADE1201¹ is a single channel, configurable, isolated digital input monitoring solution for energy transmission and distribution applications. The ADE1201 is configured through the serial port interface (SPI) to perform an isolated measurement of the digital input that is also called binary input or contact input. The ADE1201 digital output signal on the DOUT1 pin reflects the state of the input signal after user configurable signal conditioning. The SPI protocol supports addressing to allow up to eight devices sharing one 4-wire SPI port.

The ADE1201 application circuit accepts a wide range of input voltages from ±10 V dc to ±300 V dc, or 8 V rms to 240 V rms. The programmable wetting current and robust application circuit enable the device to meet stringent, system level electromagnetic capability (EMC) requirements.

The ADE1201 includes an isoPower^® integrated, isolated dc-to-dc converter that eliminates the need for an external isolated power supply. The iCoupler^® chip scale transformer technology is used to isolate the logic signals between the high voltage, isolated side and the low voltage, nonisolated side of the digital input monitor. This technology creates a small form factor design that includes data and power isolation.

An integrated successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) and a programmable gain amplifier (PGA) from 1× to 10× measure the analog inputs. The ADC waveforms are available through the SPI port to allow system level diagnostics.

Product Highlights

1. Single channel, configurable, isolated digital input.
2. Single hardware design supports 24 V to 300 V systems.
3. Robust architecture.
4. Enables system level diagnostics.

Applications

• Energy transmission and distribution
  
  • Multifunction relay protection
  • Substation battery monitoring
  • Bay or substation interlocking
  • Merge unit
  • Circuit breaker status indication
  • Remote terminal unit
• Building automation

¹ Protected by U.S. Patent Number 2017/0250043. Other patents pending.

AD7616 – это 16-разрядная система сбора данных, которая имеет два 16-канальных входа с одновременной выборкой. AD7616 работает от однополярного напряжения питания 5 В и способна принимать на вход биполярные сигналы в диапазоне ±10 В, ±5 В и ±2.5 В, поддерживая частоту выборки до 1 MSPS на пару каналов и отношение сигнал-шум 90.5 дБ. Более высокого отношения сигнал-шум можно достичь при использовании режима избыточной дискретизации (92 дБ при коэффициенте избыточной дискретизации, равном 2).

Схема защитного ограничения во входном каскаде способна выдерживать напряжения до ±21 В. Импеданс входного аналогового каскада AD7616 равен 1 МОм, независимо от частоты дискретизации. Работа от однополярного питания, интегрированные фильтры и высокий входной импеданс избавляют от необходимости в операционных усилителях-драйверах и внешних биполярных источниках питания.

Компонент содержит схему защитного ограничения аналогового входного каскада, сдвоенный 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) последовательного приближения с перераспределением заряда, конфигурируемый цифровой фильтр, источник опорного напряжения 2.5 В с буфером, а также высокоскоростные последовательный и параллельный интерфейсы.

Последовательный периферийный интерфейс AD7616 совместим с SPI/QSPI™/DSP/ MICROWIRE.

Области применения

• Мониторинг сетей питания
• Защитные реле
• Управление многофазными электрическими двигателями
• Измерительные системы и системы управления
• Системы сбора данных

The ADP2450 integrates one boost shunt controller with power detection, one high efficiency buck regulator, four low offset, low power consumption programmable gain amplifiers (PGAs), one low offset operation amplifier, a fast analog trip circuit, and an actuator driver. The ADP2450 is targeted for low voltage circuit breakers, such as the molded case circuit breaker (MCCB), and current transformer (CT) powered supply applications.

The boost output voltage can be up to 36 V and integrates a power detection circuit that prevents the circuit from power hiccups. The power detection threshold is programmable with resistors.

The buck regulator operates over a wide input voltage range of 4.5 V to 36 V, and the output voltage can be adjusted down to 0.6 V. The buck regulator provides output currents of up to 500 mA. The buck regulator works in pulse-width modulation (PWM) mode with a fixed 1.2 MHz switching frequency, providing low output ripple voltage to the system.

The output voltage of the buck regulator is monitored by the supervisory circuit. When the output voltage is below the monitoring threshold, 88% of V_FB2 (FB2 regulation voltage), the reset signal is pulled low and can be used to reset the microprocessor. The monitoring supervisory circuit makes the system more reliable.

The ADP2450 integrates four low offset, low power consumption amplifiers. With the programmable gain features, the ADP2450 provides accuracy measurement over a wide current input range based on the CT turn ratio.

A low offset operation amplifier is integrated in the ADP2450 for leakage current detection.

The ADP2450 also integrates an analog trip circuit, which provides fast trip response and enhances system reliability.

Additional protection includes buck overcurrent protection (OCP) and system thermal shutdown (TSD).

The ADP2450 operates over the −40°C to +125°C junction temperature range and is available either in a 32-lead LFCSP or a 48-lead LQFP packages.

Applications

• Low voltage circuit breaker
• CT powered supply

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

ADuM141E - это четырехканальный цифровой изолятор, построенный на базе технологии iCoupler^® компании Analog Devices. Благодаря сочетанию технологий изготовления быстродействующих КМОП транзисторов и монолитных трансформаторов с воздушным сердечником эти компоненты обеспечивают отличные характеристики, превосходящие характеристики альтернативных решений, например, на базе оптопар и других интегрированных устройств сопряжения. Максимальная задержка распространения составляет 13 нс, а искажение длительности импульса — менее 3 нс. Компоненты обеспечивают межканальное согласование временных характеристик в пределах 3 нс.

Компоненты серии ADuM141E имеют независимые каналы данных и выпускаются в конфигурациях с различным направлением каналов и выдерживаемым напряжением 3.0 кВ, ср.кв. или 3.75 кВ, ср.кв. Они работают с напряжением питания на любой из сторон канала в диапазоне от 1.8 В до 5 В, обеспечивая совместимость с низковольтными системами и позволяя осуществлять преобразование уровней при передаче данных через изоляционный барьер.

В отличие от других альтернатив оптопарам компонент гарантирует корректное постоянное напряжение на выходе при статическом состоянии входного логического сигнала. Он имеет два различных варианта поддержания отказоустойчивости, в которых выходы переходят в предопределенное состояние при отсутствии напряжения питания на входной стороне или при отключенных входах. ADuM140E1/ADuM141E1/ADuM142E1 совместим по выводам с ADuM1400/ADuM1401/ADuM1402.

Области применения

The circuit in Figure 1 is a completely isolated current sensor with an isolated power source. The circuit is highly robust and can be mounted close to the sense resistor for accurate measurements and minimum noise pickup. The output is a single 16 MHz bit stream from a sigma-delta modulator that is processed by a DSP using a sinc³digital filter.

The circuit is ideal for monitoring the ac current in solar photovoltaic (PV) converters where the peak ac voltage can be several hundred volts, and the current can vary between a few mA and 25 A.