電力品質メーター

電力品質測定器向け IC / リファレンス・デザイン

設計上の考慮事項

電力品質安定化メータまたは電力保護メータ は、多くの業界において幅広く使用されています。家庭用に小型ユニットも使用されています。 オペレータはこれらの計器を使用して、電力線における電力の変動だけでなく、建物または単独の機械や家電製品が使用する電力も監視できます。場合によっては、モデムまたは高速通信ラインで接続された遠隔地から、装置の機能や動作を監視/制御することもできます。

トランスやサーキット・ブレーカなどの重要なステーション機器の性能や状態に関する情報は、さまざまなセンサによって収集されます。収集されたデータは将来のために保存されます。この時間ベースのデータは特殊な機能を実行するために使用され、オペレータ、メンテナンス担当者、およびエンジニアに意思決定の指針を提供します。

TI のシグナル・チェーン・ソリューションには、高電圧電力データをサンプリングおよび測定する、さまざまな シグナル・チェーン・アプローチ があります。

一般的に、ユニポーラの AD コンバータ(ADC)入力、抵抗デバイダ、およびレベル・シフタが、ADS8364 または ADS8365 の高インピーダンス入力に対して使用されます。この回路の基準電圧は、通常 2.5V です。INA159 は、ユニポーラ電源のみを使用して信号を減衰できるように、この種類のアプリケーションに対して特別に設計されています。外部コンポーネントを使用して同じ回路を作成すると、コストが高くなり、性能が低下します。

代わりに、TI では高インピーダンスの ±10V 入力を備えた ADS8556 または ADS8557 を計画しており、ADC への信号調整とドライブの為に OPA2211、OPA827、または OPA4277 が使用できます。このアプローチでは、レベルシフト回路の必要性が少なくなり、設計が簡素化されます。

設計者は、電源モジュールを TPS65130 に交換することにより、コストを節約できます。この DC/DC コンバータは、バイポーラ・シグナル・コンディショニングと ADC 入力要件に対応した、±15V の電源を生成します。

TI の OMAP-L137TMS320C6745 デジタル・シグナル・プロセッサ、および TMS320F2833 マイクロコントローラは、電力モニタおよび制御アプリケーションにおいて、サンプリングされたデータの処理と FFT タイプの計算を効率よく実行するのに最適です。これらのアプリケーションは、電流と電圧の RMS、有効電力、無効電力、高調波、および高次高調波を検出するために、大量のデータ・サンプリングと処理を必要とします。これらのプロセッサは、過負荷/過電流、過電圧、およびサージとサグ状態に素早く反応できます。C2000(F2833x)ファミリのプロセッサは、高速かつ高効率のリアルタイム制御用に最適化されています。一方、OMAP_L1xx と C674x は、データ処理能力が最大になるよう最適化されてます。最後に、OMAP_L1xx と C674x には、このアプリケーション空間によく必要とされる、オペレーティング・システム・サポートと ENET ポートが備わっています。

F2833 には、オンチップでフラッシュ・メモリと 12 ビット ADC が搭載されています。内蔵 12 ビット ADC は、電源ライン電流と電圧のセンシングには使用されませんが、他の環境変数と動作変数の検出には最適です。

通常、ボード間のインターフェイス回路には、CAN、RS485、または高速クロックを搭載した M-LVDS が含まれます。M-LVDS の利点は、高速データにあります。

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技術資料

アプリケーション・ノート

アプリケーション・ノート (1)

タイトル 種類 サイズ (KB) 日付 英語版
PDF 225 KB 2017年 10月 16日

製品カタログ/ホワイト・ペーパー

ホワイト・ペーパー (1)

タイトル 種類 サイズ (MB) 日付 英語版
PDF 960 KB 2016年 3月 21日

技術記事

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