基于A(yíng)D7606的高性能電力線(xiàn)監測、繼電保護系統設計指南

　　AD7606系列共包含8通道、6通道和4通道三款同步采樣ADC器件，針對需要多通道系統應用，設計者可以分別采用8+4、8+6通道的靈活設計組合，在利用到ADI新ADC系列產(chǎn)品的高性能的同時(shí)，確保方案的低成本（四通道和六通道的AD7606-4、AD7606-6分別比雙8通道AD7606成本低19%及34%）。而且，這幾款器件之間管腳兼容，相同的電路設計可以適用于多種不同通道數的系統配置。

　　電路設計建議

　　大多數電力線(xiàn)監測系統都會(huì )采用多個(gè)AD7606器件以實(shí)現多通道同步采樣。為確保器件之間的性能良好匹配，這些器件必須采用對稱(chēng)布局。AVCC電壓平面沿兩個(gè)器件的右側布置，VDRIVE電源走線(xiàn)沿兩個(gè)AD7606器件的左側布置?；鶞孰妷盒酒珹DR421位于兩個(gè)AD7606器件之間，基準電壓走線(xiàn)向上布置到U2的引腳42，向下布設到U1的引腳42。使用實(shí)心接地層。這些對稱(chēng)布局原則適用于含有兩個(gè)以上AD7606器件的系統。AD7606器件可以沿南北方向放置，基準電壓位于器件的中間，基準電壓走線(xiàn)則沿南北方向。

　　良好的去耦對于電力線(xiàn)監測系統整體性能表現非常重要，恰當的去耦配置可以便降低AD7606的電源阻抗及其電源尖峰幅度。REFIN/REFOUT引腳和REFCAPA、REFCAPB引腳的去耦電容是攸關(guān)性能的重要電容，應盡可能靠近相應的AD7606引腳?？赡艿脑?huà)，應將這些電容放在電路板上與AD7606器件相同的一側。AD7606的去耦設計十分簡(jiǎn)潔，僅需要9個(gè)低值陶瓷電容，包括2個(gè)10uF、2個(gè)1uF、5個(gè)0.1uF。在高通道系統中，良好的通道間和器件間性能匹配可以大大簡(jiǎn)化校準過(guò)程。AD7606器件、模擬輸入通道和去耦電容的對稱(chēng)布局有助于多個(gè)器件之間的性能匹配。

　　圖4：推薦的多通道應用中的電路布局。

　?。ǜ敿毜脑O計建議，請參見(jiàn)“基于16位8通道DAS AD7606的可擴展多通道同步采樣數據采集系統的布局考慮”，http://www.analog.com/zh/CN0148）

　　AD7606+BF518的完整解決方案

　　為適應全球電力行業(yè)的迅速發(fā)展以及電力系統的復雜化和保護要求的提高，當前的繼電保護產(chǎn)品除了擁有傳統的繼電保護設備基本的測試功能外，還具有強大的數據處理能力和通信能力，而且對可靠性、選擇性、靈敏性和快速性都有很高的要求。而且，隨著(zhù)IEC61580規范的逐步推行，必將對處理器的處理能力提出更高的要求，包括更高的通信能力、存儲能力、智能特性等。ADI與第三方北京億旗聯(lián)合開(kāi)發(fā)了基于A(yíng)D7606和Blackfin處理器BF518 實(shí)現的完整電力線(xiàn)監測解決方案。

　　Blackfin處理器是ADI公司的核心旗艦產(chǎn)品，強大的處理能力和匯聚式架構使得在繼電保護產(chǎn)品設計中無(wú)須增設單獨的通訊處理器，可以幫助客戶(hù)實(shí)現了總線(xiàn)不出芯片的方案，大大提高系統抗干擾能力，輕松滿(mǎn)足國際IEC-6100-4標準要求。BF518是目前已經(jīng)在全球電力設備新產(chǎn)品中獲得廣泛應用的一款匯聚式處理器，該處理器內置了具有媒體獨立接口與簡(jiǎn)化媒體獨立接口的以太網(wǎng)10/100 MAC，更首次在Blackfin處理器中引入了內置的PTP_TSYNC引擎，實(shí)現了硬件支持的IEEE1588（網(wǎng)絡(luò )測量和控制系統的精密時(shí)鐘同步協(xié)議）時(shí)鐘同步，與IEEE1588 version2標準完全兼容。電力行業(yè)的網(wǎng)絡(luò )化、智能化催生了繼電保護裝置的網(wǎng)絡(luò )化，而變電站通信網(wǎng)絡(luò )和系統國際標準IEC61850規約的推出反應了這種發(fā)展趨勢，支持IEEE1588協(xié)議的BF518處理器必將幫助電力設備企業(yè)在這種發(fā)展趨勢中占據更加主動(dòng)的地位。

　　該方案在測試中表現出了卓越的性能。由于A(yíng)D7606提供了過(guò)采樣、抗混疊濾波器和數字濾波等功能特性，該方案在實(shí)際應用中采樣精度最高可以達到19位。在高壓保護的應用中，AD7606具有更明顯的性能優(yōu)勢，而且具有較高的單通道性?xún)r(jià)比。