Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Коэфф. моиости PF = 0.5 Усиление = 8 Встроенный И.О.Н.

ТОКА

Тип. хар. 7. Погрешность в % (Кус = 8)

-1.0

Коэфф. моиости PF = 0.5 Усиление= 16 Встроенный И.О.Н.

-1 I I I Mill-Mill

0.01

ТОК, А

Тип. хар. 8. Погрешность в % (Кус =16)

Тип. хар. 10. Погрешность в % при различной температуре, внешний И.О.Н. (Кус =16)

55 60 GS

ЧАСТОТА, ГЦ

Тип. хар. 11. Погрешность в % в зависимости от частоты

Тип. хар. 9. Погрешность в % при различной температуре, внешний И.О.Н. (Кус = 2)

ЮмкФ

40 МА...40 А

ЮмкФ

500мкОм 1,5 мОм ЮмОм

1кОм

AVdd AC/DC dd INC F1

{5} VIP

ЗЗнФ! IkOm

ADE7755 cf

ЗЗнФ; 1kOm>

V ЗЗнФ IMOm

*7JV2N

220В{У1кОм:

ЗЗнФ:

ЮмкФ 100нФ V V

NC = НЕ ПОДКЛЮЧЕН

-(8)V2P

-HjO)REF,N/ouT

ЮкОм

RESET AGND DGND Vdd

Tun. xap. 12. Схема, с помощью которой снимались приведенные характеристики

Число отсчетов: 101 Минимум: -9,78871 Максимум: 7,2939 Среднее: -1,73203 С.К.О.: 3,61157

Число отсчетов: 101 Минимум: -2,48959 Максимум: 5,81126 Среднее: -1,26847 С.К.О.: 1,57404

Усиление = 8 Т = 25°С

Тип. хар. 13. гистограмма распределения напряжения смещения в канале VI (Кус = 1)

Тип. хар. 16. Гистограмма распределения напряжения смещения в канале VI (Кус = 8)

I i I I I I i I I I I

Число отсчетов: 101 Минимум: -5,61779 Максимум: 6,40821 Среднее: -0,01746 С.К.О.: 2,35129

Усиление = 2 Т = 25Х

Число отсчетов: 101 Минимум: -1,96823 Максимум: 5,71177 Среднее: -1,48279 С.К.О.: 1,47802

Усиление = 16 Т = 25Х

Тип. хар. 14. Гистограмма распределения напряжения смещения в канале VI (Кус = 2)

Тип. хар. 17. Гистограмма распределения напряжения смещения в канале VI (Кус =16)

Тип. хар. 15. Влияние нестабильности напряжения питания, внутренний И.О.Н. (Кус = 16)

Тип. хар. 18. Влияние нестабильности напряжения питания, внешний И.О.Н. (Кус =16)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ ИС ADE7755

Два имеющихся в ИС АЦП преобразуют в цифровой вид сигналы напряжения, поступающие от преобразователей напряжения и тока. Эти АЦП представляют собой 16-разрядные дельта-сигма АЦП второго порядка с частотой дискретизации 900 кГц. Такая структура аналоговых входов значительно упрощает интерфейс с преобразователем за счет обеспечения широкого динамического диапазона, достаточного для прямого подключения к преобразователю, а также упрощает устройство антиалайзингового фильтра. Возможность программирования коэффициента усиления в токовом канале еще более упрощает интерфейс с преобразователем. Фильтр высокой частоты в токовом канале устраняет составляющую постоянного тока из токового сигнала. Этим исключается всякая погрешность при подсчете активной мощности, связанная с наличием постоянного смещения в сигналах напряжения или тока (см. разделы Фильтр высокой частоты и Эффекты смещения ).

Активная мощность вычисляется из сигнала мгновенной мощности. Сигнал мгновенной мощности вычисляется прямым перемножением сигналов тока и напряжения. Для того чтобы получить сигнал активной мощности (т.е. постоянную составляющую сигнала мгновенной мощности) сигнал мгновенной мощности пропускается через низкочастотный фильтр. На рис. 2 изображена форма сигнала мгновенной мощности и показано, как информация об активной мощности может быть извлечена путем низкочастотной фильтрации сигнала мгновенной мощности. Эта схема позволяет корректно вычислять активную мощность при формах тока и напряжения несинусоидальной формы и при любых коэффициентах мощности (PF). Вся обработка сигналов осуществляется в цифровом виде для получения максимальной температурной и временной стабильности.

Программируемый усилитель 10-Р6А>АЦП -

перемножителы

-АЦП

преобр. цифровой сигнал-частота hF1 -F2

преобр. цифровой сигнал-частота

Сигнал мгновенной мощности p(t)

Сигнал мгновенной активной мощности

Время

p(t) = i(t)xv(t) где:

v(t) = Vxcos(wt) l(t) = Ixcos(wt)

P(t)={1+cos(2wt)}

Время

Низкочастотный выходной сигнал ИС ADE7755 генерируется в соответствии с информацией о действительной мощности. Низкая частота импульсов в сущности означает большое время накопления между выходными импульсами. Таким образом, выходная частота пропорциональна средней активной мощности. Информация о средней активной мощности может быть, в свою очередь, подсчитана (например, счетчиком) для получения данных о количестве потребленной электроэнергии. Сигнал на выходе CF имеет высокую частоту и короткое время интеграции, поэтому частота сигнала на выходе CF пропорциональна мгновенному значению активной мощности. Этот выход используется для калибровки, которая должна производиться при определенных, неизменных условиях нагрузки.

Аспекты, связанные с коэффициентом мощности Методика, используемая для извлечения информации об активной мощности из сигнала мгновенной мощности (т.е. низкочастотная фильтрация) остается эффективной, даже когда сигналы тока и напряжения не совпадают по фазе. На рис. 3 показаны формы сигналов при единичном коэффициенте мощности и при коэффициенте мощности (PF, Power Factor) cos ф = 0,5, то есть в условиях, когда токовый сигнал отстает от напряжения на 60°. Предположим, что формы сигналов напряжения и тока синусоидальны, тогда действительная составляющая мощности мгновенного сигнала мощности (т.е. постоянная составляющая) будет равна:

cos(60)

Эта формула корректна при подсчете активной мощности.

Сигнал мгновенной мощности

Сигнал мгновенной активной мощности

cos(60°)

Рис. 2. Структурная схема устройства

Рис. 3. Постоянная составляющая сигнала мгновенной мощности содержит информацию об активной мощности.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28