基于AD7606的高性能電力線監(jiān)測、繼電保護系統(tǒng)設(shè)計指南

隨著電網(wǎng)智能化管理發(fā)展趨勢，電力線監(jiān)測及保護產(chǎn)品設(shè)計面臨越來越多的挑戰(zhàn)。多通道電流與電壓監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計人員需要應(yīng)對諸如雙電源、有限的模擬輸入范圍、低模擬輸入阻抗以及采用昂貴的分立器件所造成的高成本等一系列復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)。作為電力二次設(shè)備制造商的關(guān)鍵方案提供商，ADI公司可幫助客戶更好地應(yīng)對智能電網(wǎng)時代開發(fā)二次設(shè)備所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，在AD7656成功應(yīng)用的經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，再次成功推出16位8通道同步采樣AD7606系列。

AD7606系列器件采用單5 V供電，并支持真正的±10 V和±5 V雙極性信號輸入，每通道的采樣率能達到200 kS/s。單芯片內(nèi)集成多個通道可支持變電站自動化設(shè)備中三相電流、電壓和零線的測量。同步采樣功能允許保留相位信息，同時可以在較寬的動態(tài)范圍內(nèi)，對雙極性電壓和電流進行采樣。該系列內(nèi)置低噪聲、高阻抗輸入和信號調(diào)整放大器，可處理最高22 kHz的輸入頻率。AD7606的信噪比(SNR)高達90 dB，選用片內(nèi)數(shù)字濾波器可以進一步改善SNR性能、縮小誤碼、擴頻并提高抗混疊抑制。轉(zhuǎn)換過程與數(shù)據(jù)采集利用CONVST信號和內(nèi)部振蕩器進行控制。通過兩個CONVST引腳，可以對所有8路模擬輸入或者兩組模擬輸入通道(4路模擬輸入構(gòu)成一組）同時進行采樣，以兼顧變壓器之間的相位差。

AD7606系列其等效輸入阻抗完全獨立于采樣率且固定為1 MΩ。同時，輸入端集成了具有40 dB抗混疊抑制特性的濾波器，更是簡化了前端設(shè)計，不再需要外部驅(qū)動和濾波電路。因此，二次互感器輸出的信號無需再經(jīng)過運放緩沖就可以直接接入AD7606。AD7606內(nèi)部集成2.5 V帶隙電壓基準和基準緩沖電路，設(shè)計應(yīng)用中可根據(jù)系統(tǒng)要求選用內(nèi)置基準或外部基準。在多片ADC的設(shè)計中，如果需要高絕對精度，則應(yīng)采用高初始精度和低溫度系數(shù)的外部基準，以消除不同器件內(nèi)置基準之間的差異而帶來的誤差。推薦選用初始精度0.04%，溫度系數(shù)為3 ppm/℃的ADR421B。如果需求多片ADC通道之間的數(shù)值匹配，可設(shè)置第一片AD7606工作在內(nèi)置基準模式，其余AD7606為外部基準模式，并通過第一片AD7606的內(nèi)置基準輸出供給其余AD7606。從而在不加外部基準的情況下，即可保證多個AD7606通道間數(shù)據(jù)的匹配性。