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智能電表對電壓監控器的要求有哪些?

放大字體??縮小字體 發布日期:2019-11-11 16:00:17 ??來源:新能源網??編輯:全球新能源網??瀏覽次數:168
核心提示:2019年11月11日關于智能電表對電壓監控器的要求有哪些?的最新消息:隨著世界各地的電網變得越來越智能,其中的電子系統設計必不可少。為了保證電網系統的長期可靠,智能電表系統中需要隨時監視各部分電壓,以防止導致測量失真或系統故障等意外情況。(圖1)圖1
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隨著世界各地的電網變得越來越智能,其中的電子系統設計必不可少。為了保證電網系統的長期可靠,智能電表系統中需要隨時監視各部分電壓,以防止導致測量失真或系統故障等意外情況。

(圖1)

圖1展示了智能電表系統通常包含的幾大模塊其中標紅包括了電源軌、測量以及應用模塊,從一般設計的角度來看,監視電力消耗的系統需要精確,緊湊和可靠,所以這三部分通常離不開電源電壓監控器/看門狗定時器等產品。

DC/DC電源子系統的要求寬Vin和低Iq

電表的供電系統如下從主交流電源接收12 V至24V電壓,將其轉換為3.3V或5V DC電壓,之后為系統的其余部分供電。電壓監控器可確保主電源和所有電源軌均在系統要求范圍內,以確保系統正常運行。如果該模塊中的電壓發生故障或掉電,電壓監視解決方案需要標記故障狀況,以便系統的其余部分可以正常關閉。

如果主電源不能提供足夠的電源,則開關會將備用電池或超級電容器連接到系統中,以臨時提供所需的電源。通常DC/DC電源模塊需要一個電壓監控器,該電壓監控器具有寬的Vin來監控高達24 V的電壓,并且負責啟動備用電源。

計量和應用子系統的要求高精度和可編程延遲

計量模塊通過傳感器連接到外界,并負責實際的測量,然后再將信息發送到微控制器(MCU)進行處理。該應用還有另一個MCU,除了顯示信息外,它還可以進行格式化和存儲數據。該塊負責監視整個系統,并充當系統和數據輸出之間的主要接口。

在這些模塊中,準確監控為MCU供電的電壓軌和MCU活動對于確保可靠和一致性測量至關重要。如果MCU處于不正確的工作狀態,則電壓監控器或看門狗定時器可以在出現任何其他問題之前標記出故障。在監視電壓時,尤其是在需要精確、可靠的測量系統中,電壓監視器的精度對系統處理時間和運行性能至關重要。

此外,每當應用模塊使用MCU或幾個不同的外設時,出于時序目的,需要可編程的啟動延遲。當MCU或其他外圍設備需要特定的啟動時間時,可編程延遲起著重要的作用。同樣,當發生故障情況時,可能需要特定的復位延遲,以便MCU和/或外設在釋放復位之前完成任務。在這種情況下,可編程的延遲功能可以非常簡單的解決這一問題。

智能電表整體設計要求

圖1概述的所有三個模塊都需要電壓監控器,都需要寬Vin,低功耗(低Iq),高精度和可編程延遲等特點。TI日前推出的TPS3840完全符合如上的所有要求。

TPS3840具有高達24 V或更高的寬輸入電壓范圍,并帶有用于監視高低壓軌的外部電阻器,典型電壓監視精度為1%,僅消耗350nA的功率,同時提供可編程延遲。此外,TPS3840提供了優異的精度和靈活性,與MCU中的內部ADC監控相比,TPS3840在電壓監控器閾值選項方面具有更大的靈活性,更低的上電復位電壓和更快的啟動延遲。

上電復位定義為在定義輸出之前的最小輸入電壓,可有效防止可能產生錯誤故障或過早啟動系統所產生毛刺。TPS3840的啟動延遲僅為220 s,這意味著TPS3840可以在系統其余部分上電之前就開始監視電壓。總體而言,電壓監控器通過連續監控電表內部電壓軌來保證穩定的的系統功能。

計量和應用模塊中的外部看門狗定時器將通過檢測MCU通用輸入/輸出引腳發送的脈沖來確保MCU不會周期性地鎖存或出現毛刺。如果軟件故障并錯過脈沖,則外部看門狗定時器將復位MCU。

TPS3430可編程看門狗定時器是一個不錯的選擇,因為它提供了可編程看門狗超時和看門狗復位延遲,可以滿足任何MCU的時序要求。如果您既需要電壓監控器又需要看門狗功能,則TI提供了許多滿足此需求的設備。

正如圖一所示,其中綠色模塊部分TI都可以提供相應的產品,幾乎可涵蓋一整套完整方案。

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關鍵詞: 電壓 可編程

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