电源质量的守护神
电源质量的守护神
电源质量对于电子产品的运作稳定性有密切的关系，并可延长设备的正常工作时间和使用寿命。为了提升电源质量，ADI推出了ADE9000多相模拟前端（AFE），本文将为您介绍电源质量的重要性与对电子产品的影响，以及ADE9000的功能特性。
实时监控电源质量 提高设备运作寿命
根据电力研究院（EPRI）最近发布的研究报告，由于电力问题，包括电源波动和电压扰动，美国大型工业设施每年损失超过1000亿美元。家里的电灯闪烁不定会令人烦恼，而在工厂里，电力不稳定可能导致昂贵的设备发生故障，甚至过早报废。细微的电源质量事件常常越过传统保护网络而不被察觉，造成设备性能随着时间推移而降低。
此外，许多电源质量扰动的来源是多个负载连接到同一网络，引起扰动穿越邻近设施和建筑物。为了克服电源质量挑战，有必要监控输入以及负载产生的扰动。电源质量监控可为设备提供适当的保护，并且帮助确定合适的管控技术来提高电源质量。
电源质量指的是提供给用电客户的电力的各种变化情况，涉及接线问题、接地问题、开关瞬变、负载变化和谐波生成。在某些情况下，电源质量糟糕的状况可能未被发现，但是会损害昂贵的设备。在欧洲，电网运营商提供的电力质量由国家电网规范和欧洲标准（EN 50160）中规定的基准参数来定义。
当电源电压失真时，设备获得的是非正弦电流，这可能引发过热、故障和过早老化等技术问题。非正弦电流还会在变压器和馈线电缆等网络设备上引起热和绝缘应力。电源质量不良会导致设备停机，维修作业增加，使用寿命缩短，最终产生经济损失。
有鉴于此，ADI推出一款具有电源质量分析功能的高集成度多相模拟前端（AFE），旨在帮助延长工业设备的正常工作时间和使用寿命，相比定制解决方案而言，可为开发人员节省大量时间和成本。
要实现极为精确的高性能电源质量监控，通常需要定制开发，不仅成本昂贵，而且耗费大量时间。ADE9000 AFE是一种现成解决方案，提供嵌入式电源质量算法，并与高性能模数转换器（ADC）集成在单个器件中。这种集成可以简化复杂算法编程、降低成本、减少组件数量，并加快产品面市速度，同时实现高精度，确保电源质量符合EN61000-4-30 S类标准。
使用ADE9000 AFE电源质量监控解决方案的设计人员能够测量和分析电源污染，从而防止这些干扰和长期损坏，该产品主要用于电力质量监控、电能和电源监控、防护器件、机械健康状况、智能配电单元、多相电表等。
ADE9000 AFE将七个高性能模数转换器、高端基准电压源、灵活的数字信号处理（DSP）内核以及专有算法集成到单个便于使用的器件中。模数转换器和基准电压源驱动实现高精度，在一定温度范围内提供低漂移，并在最广泛的动态范围内提供最高精度。预编程的专有电源质量软件提供了实时监控和谐波分析，包括幅度和相位信息。需要时，它能够实现及时且节约成本的纠正措施。
ADE9000能够对均方根（rms）、有功、无功、视在功率和电能进行总值和基波测量，提供了完整的电源监控功能。DIP和SWELL监控、频率、相位角、电压总谐波失真（VTHD）、电流总谐波失真（ITHD）和功率因数测量等高级功能可以实现电源质量测量。根据IEC 61000-4-30 S类计算的½周期rms和10个周期rms/12个周期rms提供瞬时rms测量，从而可进行实时监控。
ADE9000提供灵活的波形缓冲器，它以32 kSPS或8 kSPS的固定数据速率或基于线路频率而变化的采样速率存储样本，从而确保每个线路周期正好提供128个点。根据IEC 61000-4-7，重采样可简化外部处理器中至少50个谐波的快速傅里叶变换（FFT）计算。
为协助客户加速产品开发，ADI也推出EVAL-ADE9000EBZ评估板，让客户可对ADE9000电能监控IC的性能进行评估，且评估环境与实际电源质量监控器的部署环境非常类似。该套件需要购买第二块板，用于系统演示平台（EVAL-SDP-CB1Z）和电流传感器的控制器板。ADE9000评估套件包含评估软件，其采用LabVIEW®编写，通过PC接口可访问该器件的所有寄存器和特性。
现代商业对干净、可靠、永远在线的电能的依赖性越来越高，通过采用ADE9000这种新一代电源质量监控技术与器件，工业设备所有者可以预期机器设备过早失效或磨损的情况会减少，干净的电源将带来巨大好处。