工业电源怎么测量?有什么解决方案?

发布日期:2019-01-21 09:29,查看次数:118

  目前,工业市场呈现出更高电能利用率的趋势,这就要求不断改进对电源系统的监控。对电源的适当管理与分配对工业领域的节能与总体电源利用情况非常重要。在制定决策和确保适当保护输电网与最终用户时,准确、实时的测量尤为重要。

  对所生成的极高电压必须进行隔离和衰减,以便与低电压测量及相应控制系统的输入容量相匹配。通过电源变压器进行第一级高电压隔离。例如,来自发电站的220 kV电压可转换成只有220V的较低电平。由于这一电压对于模数转换器(ADC)还是太大,因此需要进一步三相隔离。下一步是将220V的电压转换成可测量的±10V信号,以提供必需的控制与保护电路。负载电流测量也需要相同的隔离、测量、控制与保护;通过高压变压器可以重复上述操作,以降低电压。

  尽管输入频率相对较低,但每次测量的时序非常重要,必须对多个通道同时进行测量。

  电压与电流测量较常见的解决方案之一就是使用高压组件。来自变压器或变流器的信号经滤波后可通过运算放大器加以缓冲,变压器与运算放大器之间必须有一个电阻、电容(RC)滤波器,用以限制电压尖峰与输入电流。

  另一个解决方案是利用低压组件进行电源测量。在这一特定的情况下,组件都是使用低成本的5 V单电源进行模拟测量。

  第三种可选解决方案是使用ΔΣ ADC来转换输入信号。使用ΔΣ ADC转换器进行测量的主要优势之一是使用数字滤波器。数字滤波器不仅能够滤除转换器的量化噪声,还能以固有的方式对此类应用中存在的较大噪声定形,并将其排除在信号频带之外。

  当系统电源监视设备的设计存在非常高的电压时,可以使用现有的组件来创建简单、高性能、低成本电压与电流测量解决方案。还有两种简单易用的方法:具有附加对被测信号模拟滤波功能的SAR转换器以及具有固有数字滤波器的ΔΣ转换器,均可提供高性能测量。

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