輸配電(T&D)系統已經發展成為龐大的互連供電網絡,將具有不同最終用戶負載的多個分布式發電機連接起來。一個關鍵的系統要求是,每當出現中斷服務的故障情況時,盡快恢復運行。該系統必須監控配電網的各個分支,包括城鄉地區的架空和地下電力線,并快速定位故障情況。此功能主要稱為故障指示 (FI),有時也稱為線路監控、故障監控或故障電路指示,它正在增長,因為它相對容易實現、成本低,并且幾乎不需要維護。
FI 系統由能量收集、電源管理、處理器、模擬前端 (AFE) 電路和通信接口等功能塊組成。FI設計最重要的要求是高效的能量收集和超低功耗。

設計注意事項和挑戰
實現極低的功耗(μA級)并滿足能量收集的高效率。
通過管理多個電源并在它們之間切換,為系統提供穩定的電力輸送。
在惡劣的現場環境中運行時,在系統生命周期內實現長期可靠性。
同步無線通信和網絡,同時滿足低功耗要求。

上面的信號鏈代表了典型的FI應用設計。模塊的技術要求各不相同,但列出的產品 第3頁的表格是滿足其中一些要求的ADI解決方案的代表性。
適用于線路傳感器和故障指示器應用的ADI解決方案
ADI提供集成解決方案,可實現完整的信號鏈,降低設計復雜性,實現小尺寸,并實現極低的功耗。
高度集成的ASIC可實現高效的能量收集并管理多個電源,同時降低BOM成本并簡化PCB設計。
我們的解決方案通過優化的最大功率點跟蹤(MPPT)實現了超過90%的功率轉換效率。
具有寬動態范圍和高壓擺率的低功耗運算放大器支持羅氏線圈架構,并將磁場干擾降至最低,對電流測量精度的影響最小。
高性能、超低功耗的 ARM Cortex-M3 處理器提供了豐富的外設集,還支持可提高系統安全性和可靠性的安全功能。??
還提供額外的功率監控和電壓比較器解決方案。
ADI公司是混合信號處理技術的全球領導者,為FI應用提供解決方案。
ADI是電能測量領域的專家。超過一半的電網 世界各地的設備都使用ADI轉換器。
ADI公司將高集成度與出色的系統性能相結合,實現了設計簡便、成本節約和長期系統可靠性。
ADI公司用于能量收集和電源管理的技術處于行業領先地位。
完整的ADC、處理器和無線收發器系列涵蓋了整個超低功耗信號鏈。
| 產品 | ADI推薦 |
| 電源管理 | ADP5091 |
| 信號調理 | 放大器:ADA4051-x/AD861x/AD850x |
| 處理器 | ADuCN302x |
| 電源監控器 | ADM861x |
| 射頻收發器 | ADF702x |
| 電壓比較器 | ADCMP380 |
| 電壓基準 | AD1582/ADR525 |
主要產品介紹
| 部件號 | 描述 | 主要特點 | 好處 |
| 電源管理 | |||
| ADP5091 |
超低功耗能量 收集器 PMU |
輸入電壓:80 mV 至 3.3 V;380mV快速冷啟動;1.5 V 至 3.6 V 的 150 mA 穩壓輸出;存儲和備用電池充電的可編程電壓監視器 | 具有最大功率點跟蹤的升壓穩壓器;射頻傳輸友好 |
| 放大器 | |||
| ADA4051-X |
零漂移、 軌到軌運算放大器 |
極低的電源電流:13μA;低失調電壓:最大15μV;失調電壓漂移:20 nV/C;V供應: 1.8 V 至 5.5 V | 軌到軌輸入/輸出;單位增益穩定;擴展工業溫度范圍:?40°C 至 +125°C。 |
| 處理器 | |||
| ADuCM302x |
超低功耗 ARM Cortex-M3 單片機 |
高達 26 MHz 的 ARM Cortex-M3 內核,具有 64 kB、256kB 閃存、4 kB 緩存;V供應: 1.8 V 至 3.6 V;有效< 38μA/MHz,休眠< 750 nA;8通道,1.8 MSPS,12位SARADC;數字比較器;硬件加密加速器/CRC | 電源監視器;LDO+ 降壓轉換器可提高效率;用戶代碼保護;動態/SW 時鐘和電源門控 |
| 電源監控器 | |||
| ADM861x |
超低功耗 監控 |
超低功耗ICC = 92 nA;電壓監控范圍:0.5 V 至 4.63 V,閾值精度±1.3%;可選看門狗定時器 | 手動復位輸入;低電平有效,漏極開路復位輸出;電源毛刺抗擾度 |
| 射頻收發器 | |||
| ADF7024 |
Sub-GHz, ISM/SRD, FSK/GFSK, 收發器 |
ISM頻段:431兆赫至435兆赫/862兆赫至928兆赫;支持的數據速率:9.6 kbps 至 300 kbps;V供應: 2.2 V 至 3.6 V;自動頻率/增益控制(AFC/AGC);11.75μA 采用智能喚醒模式 (SWM) 的自主接收嗅探 | 超低功耗休眠模式;數字接收信號強度指示;高度線性/阻塞/靈敏度;片內、8位ADC |
| 電壓比較器 | |||
| ADCMP380 |
超低功耗電壓 比較器 |
超低功耗,ICC = 92 nA;啟用輸入;23μs典型傳播延遲;漏極開路型輸出 | 帶片內基準的比較器;輸入毛刺抗擾度 |
| 電壓基準 | |||
| AD1582 |
微功耗、精密串聯模式電壓 基準 |
低靜態電流:最大70μA;電流輸出能力:±5 mA;寬電源范圍:V在= V外+ 200 mV 至 12 V;寬帶噪聲(10 Hz至10kHz):50μV rms | 獲得專利的溫度漂移曲率校正設計;工業溫度范圍為?40°C至+125°C |
審核編輯:郭婷
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