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如何监视和测量大量智能电网中的电流和电压数据

“智能”指的是“智能”。智能电网中的功能来自电网的测量,控制和通讯功能。一旦完成测量,配电公司和用户之间便会生成一个可以保护,监视和优化互连组件运行的自动且广泛分布的电网。这种新的自动网络可以使公用事业公司更有效地响应用户需求,并使用户可以通过不断获取更多信息来控制用电量。在当前的复杂电网中,需要监视或测量的电流和电压通道的数量正在迅速增加。与此直接相关的是如何处理手头上的大量模拟输入,然后如何将这些数据数字化后将这些数据输入到处理器中而不会使处理器接口过载。合并单元是使用通信网络将物理模拟世界与数字世界连接起来的接口。根据IEC 61850-9-2(采样值)通信协议,模拟信号将转换为数字信号并通过以太网进行传输。 TI合并单元(TIDA-00307)中使用的模拟前端(AFE)的参考设计显示了如何添加附加的连续力寄存器(SAR)模数转换器(ADC)来转换多个通道(一次8个通道)以模块化方式添加在一起,以提高信号处理能力。然后,可以通过使用SPI和ADC上提供的菊花链功能将多个ADC连接在一起,从而将多个ADC与控制器的互连开销降至最低。参考设计中使用的ADS8688 SAR ADC的数据吞吐量为500kSPS。该器件的每个输入通道均具有一个集成的模拟前端电路,具有高达20V的过压保护,一个支持自动和手动扫描模式的8通道多路复用器,以及一个漂移极低的片上4.096V基准电压源。该设备上的每个输入通道均由单个5V模拟电源供电,可以支持2.56V,5.12V和10.24V的真正双极性输入范围。该器件还提供了二阶抗混叠滤波器,ADC驱动器放大器和扩展的工业温度范围。另外,该解决方案可以实现同步采样。当两个设备以菊花链形式连接在一起并且将同一芯片设置为有效采样时,ADC1的CH0和ADC2的CH0之间的采样延迟将最小。 TI的解决方案展示了如何以模块化方式实现合并单元,从而可以根据需要轻松增加通道数量,以及如何在不过度增加处理器接口负担的情况下实现ADC与处理器之间的接口。此外,该解决方案不仅紧凑,精致,集成度高,而且在使用多个ADC时也可以实现同步采样。