输配电(t&d)系统已经发展成为庞大的互连供电网络,将具有不同最终用户负载的多个分布式发电机连接起来。一个关键的系统要求是,每当出现中断服务的故障情况时,尽快恢复运行。该系统必须监控配电网的各个分支,包括城乡地区的架空和地下电力线,并快速定位故障情况。此功能主要称为故障指示 (fi),有时也称为线路监控、故障监控或故障电路指示,它正在增长,因为它相对容易实现、成本低,并且几乎不需要维护。
fi 系统由能量收集、电源管理、处理器、模拟前端 (afe) 电路和通信接口等功能块组成。fi设计最重要的要求是高效的能量收集和超低功耗。
设计注意事项和挑战
实现极低的功耗(μa级)并满足能量收集的高效率。
使用电流互感器作为传感器和电源。
通过管理多个电源并在它们之间切换,为系统提供稳定的电力输送。
在恶劣的现场环境中运行时,在系统生命周期内实现长期可靠性。
同步无线通信和网络,同时满足低功耗要求。
上面的信号链代表了典型的fi应用设计。模块的技术要求各不相同,但列出的产品 第3页的表格是满足其中一些要求的adi解决方案的代表性。
适用于线路传感器和故障指示器应用的adi解决方案
adi提供集成解决方案,可实现完整的信号链,降低设计复杂性,实现小尺寸,并实现极低的功耗。
高度集成的asic可实现高效的能量收集并管理多个电源,同时降低bom成本并简化pcb设计。
我们的解决方案通过优化的最大功率点跟踪(mppt)实现了超过90%的功率转换效率。
具有宽动态范围和高压摆率的低功耗运算放大器支持罗氏线圈架构,并将磁场干扰降至最低,对电流测量精度的影响最小。
高性能、超低功耗的 arm cortex-m3 处理器提供了丰富的外设集,还支持可提高系统安全性和可靠性的安全功能。®®
集成的ism频段收发器执行rf通信并支持传感器网络协议。
还提供额外的功率监控和电压比较器解决方案。
adi公司是混合信号处理技术的全球领导者,为fi应用提供解决方案。
adi是电能测量领域的专家。超过一半的电网 世界各地的设备都使用adi转换器。
adi公司将高集成度与出色的系统性能相结合,实现了设计简便、成本节约和长期系统可靠性。
adi公司用于能量收集和电源管理的技术处于行业领先地位。
adi通过高精度转换器和放大器提供精密信号测量。
完整的adc、处理器和无线收发器系列涵盖了整个超低功耗信号链。
产品 adi推荐
电源管理 adp5091
信号调理 放大器:ada4051-x/ad861x/ad850x
处理器 aducn302x
电源监控器 adm861x
射频收发器 adf702x
电压比较器 adcmp380
电压基准 ad1582/adr525
主要产品介绍
部件号 描述 主要特点 好处
电源管理
adp5091 超低功耗能量
收集器 pmu 输入电压:80 mv 至 3.3 v;380mv快速冷启动;1.5 v 至 3.6 v 的 150 ma 稳压输出;存储和备用电池充电的可编程电压监视器 具有最大功率点跟踪的升压稳压器;射频传输友好
放大器
ada4051-x 零漂移、
轨到轨运算放大器 极低的电源电流:13μa;低失调电压:最大15μv;失调电压漂移:20 nv/c;v供应: 1.8 v 至 5.5 v 轨到轨输入/输出;单位增益稳定;扩展工业温度范围:−40°c 至 +125°c。
处理器
aducm302x 超低功耗 arm
cortex-m3 单片机 高达 26 mhz 的 arm cortex-m3 内核,具有 64 kb、256kb 闪存、4 kb 缓存;v供应: 1.8 v 至 3.6 v;有效< 38μa/mhz,休眠< 750 na;8通道,1.8 msps,12位saradc;数字比较器;硬件加密加速器/crc 电源监视器;ldo+ 降压转换器可提高效率;用户代码保护;动态/sw 时钟和电源门控
电源监控器
adm861x 超低功耗
监控 超低功耗icc = 92 na;电压监控范围:0.5 v 至 4.63 v,阈值精度±1.3%;可选看门狗定时器 手动复位输入;低电平有效,漏极开路复位输出;电源毛刺抗扰度
射频收发器
adf7024 sub-ghz, ism/srd, fsk/gfsk,
收发器 ism频段:431兆赫至435兆赫/862兆赫至928兆赫;支持的数据速率:9.6 kbps 至 300 kbps;v供应: 2.2 v 至 3.6 v;自动频率/增益控制(afc/agc);11.75μa 采用智能唤醒模式 (swm) 的自主接收嗅探 超低功耗休眠模式;数字接收信号强度指示;高度线性/阻塞/灵敏度;片内、8位adc
电压比较器
adcmp380 超低功耗电压
比较器 超低功耗,icc = 92 na;启用输入;23μs典型传播延迟;漏极开路型输出 带片内基准的比较器;输入毛刺抗扰度
电压基准
ad1582 微功耗、精密串联模式电压
基准 低静态电流:最大70μa;电流输出能力:±5 ma;宽电源范围:v在= v外+ 200 mv 至 12 v;宽带噪声(10 hz至10khz):50μv rms 获得专利的温度漂移曲率校正设计;工业温度范围为−40°c至+125°c
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