电能质量 - 电能质量监测仪

电能质量监测仪/保护仪解决方案的方框图,它使用 OMAP 或其它 MCU、低噪声放大器、精密 ADC 和低功耗工业接口来测量电能质量数据并与主机系统进行通信。

设计注意事项

电能质量或电能保护监测仪常用于许多工业环境中。现在,小型设备同样可供家庭使用。它们使操作人员既能够监视电力线的扰动,还能监控某个建筑、机器或设备的用电情况。在某些情况下,可通过调制解调器或高速通信线对设备功能进行远程监视和控制。

各种传感器负责收集重要电站设备的性能和状况信息,例如变压器和电路断路器,并负责存储数据以供将来参考使用。这些分时数据将用于执行特定功能并为操作员、维护计划员和工程师提供决策指导。

TI 的信号链解决方案提供了多种用于采样和测量高电压功率数据的信号链方法。

使用单极模数转换器 (ADC) 输入的分压电阻和电平转换器使 ADS8364 或 ADS8365 能够实现高输入阻抗。该电路中的电压基准通常为 2.5V。INA159 专门设计用于此类应用 - 仅使用一个单极电源来削弱信号。尝试使用外部组件构建相同的电路将花费更多成本并且会降低性能。

另外,TI 设计的双极输入模数转换器 ADS8556 或 ADS8557 具有 +/-10V 输入和高阻抗,可与 OPA2211、OPA827 或 OPA4277 一起使用,用于调节信号和驱动 ADC。该方法减少了对电平转换电路的需求,并且简化了设计。

设计人员可以通过用 TPS65130 替换电源模块来达到节约成本的目的。该 DC/DC 转换器为满足双极信号调节和 ADC 输入要求提供高达 +/-15V 的电源。

TI 的 OMAP-L137TMS320C6745 数字信号处理器及 TMS320F2833 微处理器非常适合于在功率监控和控制应用中高效地处理采样数据和执行 FFT 类型的计算,它们需要进行大量的数据采样和处理工作,才能检测出 RMS 的当前电流和电压、实际功率、无功功率、谐波和高次谐波。这些处理器能够对过载/过流、过压、电涌和下陷情况做出快速反应。C2000 ('F2833x) 系列处理器针对快速高效的实时控制进行了优化,其中 OMAP_L1xx 和 C674x 则针对最大数据处理能力进行了优化。最后,OMAP_L1xx 和 C674x 具有操作系统支持和 ENET 端口,这些通常是该应用领域所要求的。

F2833 具有片上闪存和一个 12 位 ADC。集成 12 位 ADC 虽然并不用于电力线电流和电压感应,但它非常适合于感应环境和其它操作变化。

电路板之间的接口电路通常包括 CAN、RS485 或 M-LVDS(具有高速时钟)。M-LVDS 的优点就是能满足高速数据传输的要求。

技术文章

应用手册和用户指南

应用手册 (1)

标题 摘要 类型 大小 (KB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 225 KB 2017年 10月 16日 0

产品公告和白皮书

白皮书 (1)

标题 摘要 类型 大小 (MB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 423 KB 2016年 6月 12日 0 下载英文版本

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