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基于Maxim公司MAX11044系列16位ADC三相功率测量解决方案

2017-08-03
类别:智能家居
eye 333
文章创建人 拍明


Maxim公司的MAX11044/MAX11044B/MAX11045/MAX11045B/MAX11046/MAX11046B 16位和MAX11054/MAX11055/MAX11056 14位ADC,可以提供4个、6个或8个独立输入通道。拥有独立的跟踪保持(T/H)SAR电路,这些部件为每个通道提供了同步采样(在250ksps)。

MAX11044/MAX11044B/MAX11045/MAX11045B/MAX11046/MAX11046B和MAX11054/MAX11055/MAX11056可接受±5V输入。用一个简单的外部电阻器提供超量程保护,实现所有输入都具有超量程保护(内部±20mA输入钳位)。其它功能还包括一个4MHz的T/H输入带宽、内部时钟,以及内部或外部参考。一个20MHz的双向并行接口提供转换结果,并接受数字配置输入。

MAX11044/MAX11044B/MAX11045/MAX11045B/MAX11046/MAX11046B和MAX11054/MAX11055/MAX11056工作于4.75V~5.25V模拟电源和一个单独的灵活的2.7V~5.25V数字电源供给用于与主机接口无电平转换器。

MAX11044/MAX11044B/MAX11045/MAX11045B/MAX11046/MAX11046B为56引脚TQFN和64引脚TQFP封装,AX11054/MAX11055/MAX11056为TQFP封装, 其工作在扩展级-40℃~+85℃温度范围内。

MAX11044系列主要特性

16位AD(MAX11044/MAX11044B/MAX11045/MAX11045B/MAX11046/MAX11046B)和14位ADC(MAX11054/ MAX11055/MAX11056)

8通道ADC(MAX11046/MAX11046B/MAX11056)

6通道ADC(MAX11045/MAX11045B/MAX11055)

4通道ADC(MAX11044/MAX11044B/MAX11054)

单模拟和数字电源

高阻抗输入高达1GΩ

片上T/H电路(每个通道)

快速3μs的转换时间

高通量:每个通道250ksps

16位/14位高速并行接口

内部时钟控制转换

10ns的孔径延迟

100ps的通道到通道T/H匹配

低漂移,精确的4.096V内部参考,提供±5V的输入范围

外部参考电压范围3.0V至4.25V,允许满量程输入范围为±4.0V至±5.2V

56引脚(采用8mmx8mm)QFN和64引脚(10mmX10mm)TQFP封装

提供评估板

MAX11044系列应用

自动测试设备

功率因数监测与修正

电网保护

多相电机控制

振动与波形分析

MAX11044系列功能框图.jpg

图1 MAX11044系列功能框图

Petaluma (MAXREFDES30#)子系统参考设计

三相功率测量需要多个模拟输入以测量三相系统中的每个电压和电流。其电源监控系统必须对所有的模拟输入同时采样,以准确计算瞬时功率消耗。

该Petaluma(MAXREFDES30#)子系统参考设计,提供了8条高速、250ksps、16位同步采样模拟输入通道,可接受±10V的输入信号。

该Petaluma设计使用了两个四倍超精密、超低噪声输入缓冲器(MAX44252),一个8通道16位同时采样ADC(MAX11046B),一个超高精度4.096V电压基准(MAX6126)和调节+10V、-10V和+5V电源轨(MAX1659、MAX765/LM337、MAX8881)。除了三相功率测量应用,该子系统还可用于需要同时多采样的模拟输入,例如多相电机控制和工业振动检测。

Petaluma (MAXREFDES30#)子系统外形图.jpg

图2 Petaluma (MAXREFDES30#)子系统外形图

Petaluma (MAXREFDES30#)子系统框图.jpg

图3 Petaluma (MAXREFDES30#)子系统框图


Maxim简介

MAXIM是美信公司(Maxim Integrated Products)的英文缩写,全球最好的模拟信号和混合信号半导体公司。同时MAXIM也是一款时尚潮流杂志的名字,maxim内容涵盖了音乐、体育、电视、电影、潮流名人等。也是比较温和的男性杂志,以更多的消遣内容为主。

2001年,Maxim并购了著名的Dallas Semiconductor。是全球最好的模拟信号和混合信号半导体公司.

它们的使命是不断创造高品质的模拟工程解决方案,在世界范围内为基于微处理器的电子产品客户提供增值服务。它们通过努力达到它们的成本与业绩Maxim Integrated Products成立于1983年,总部位于美国加利福尼亚的Sunnyvale,公司拥有9300多名员工,是世界范围内模拟和混合信号集成产品的设计、开发与生产领域的领导者之一。通过对温度、压力、声音等现实世界的各种信号进行检测、放大,并将其转换成计算机处理所需要的数字信号, Maxim的电路把现实世界与数字世界“连接”在一起。

目标、缩短新品上市时间并不断提高它们的生产能力,坚持不懈地为它们的客户和公司股权持有者提供最好的服务。

任何电子产品的核心都是一个数字核,它与人类、真实的物理世界、供电电源及其它数字系统相关联。Maxim是全球模拟、混合信号、高频及数字电路设计、研发、制造的领导者,所提供的产品能够实现上述数字内核与周边系统的连接。它们在世界范围内拥有大约35,000个大型客户。

它们的半导体产品是连接数字处理器与物理世界的桥梁。


【相关信息】三相功率的测量方法

三相交流电路按电源和负载的连接方式的不同分为三相三线制和三相四线制两种系统,而每一种系统在运行时又有不同的情况。根据三相电路的特点,有如下三种测量方法。

①一表法。即利用单相功率表直接测量三相三线制Y形对称电路中任意一相的功率,然后乘以3,即可得出三相所消耗的功率,如图1(a)所示

一表法测量对称三相电路的有功功率.png

图1 一表法测量对称三相电路的有功功率

对于三相三线完全对称电路来说,则可按图1(b)接线方式测量;但如果被测电路的中点不便于接线,或负载不能断开,则应按图2所示的线路进行测量。图中,电压支路的非发电机端所接的是人工中点,即由两个与电压支路阻抗值相同的阻抗接成丫形,作为人工中点。

应用人工中点的一表法线路.png

图2 应用人工中点的一表法线路

两表法测量三相三线制电路功率的线路.png

图3 两表法测量三相三线制电路功率的线路

②两表法。在三相三线制电路中,不论其电路是否对称,都可以用图3所示的两表法来测量它的功率(也可以测量电能)。其三相总功率P为两个功率表读数Pt和P2的代数和,即

P=P1+P2

应用两表法时,应注意两点。第一,接线时应使两个功率表的电流线圈串联接人电路任意两线,使其通过的电流为三相电路的线电流,两只功率表的电压支路的发电机端必须接至电流线圈所在线,而另一端则必须接至没有接电流线圈的第三线。第二,读数时必须把符号考虑在内,当负载的功率因数大于0.5时,两功率表读数之和即是三相总功率;当负载的功率因数小于0.5时,将有一只功率表的指针反转,此时应将该表电流线圈的两个端钮反接,使指针正向偏转,该表的读数应为负,三相总功率即是两表读数之差。

③三表法。在三相四线制电路中,不论其对称与否,都可以利用三只功率表测量出每一相的功率,然后将三个读数相加即为三相总功率,三表法测量三相四线制电路有功功率的接线如图4所示。

三表法测量三相四线制电路有功功率的接线.png

图4 三表法测量三相四线制电路有功功率的接线






责任编辑:Davia

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