基于AD7606的高性能电力线监测、继电保护系统设计指南

随着电网智能化管理发展趋势，电力线监测及保护产品设计面临越来越多的挑战。多通道电流与电压监控系统的设计人员需要应对诸如双电源、有限的模拟输入范围、低模拟输入阻抗以及采用昂贵的分立器件所造成的高成本等一系列复杂的设计挑战。作为电力二次设备制造商的关键方案提供商，ADI公司可帮助客户更好地应对智能电网时代开发二次设备所面临的技术挑战，在AD7656成功应用的经验基础之上，再次成功推出16位8通道同步采样AD7606系列。

AD7606系列器件采用单5 V供电，并支持真正的±10 V和±5 V双极性信号输入，每通道的采样率能达到200 kS/s。单芯片内集成多个通道可支持变电站自动化设备中三相电流、电压和零线的测量。同步采样功能允许保留相位信息，同时可以在较宽的动态范围内，对双极性电压和电流进行采样。该系列内置低噪声、高阻抗输入和信号调整放大器，可处理最高22 kHz的输入频率。AD7606的信噪比(SNR)高达90 dB，选用片内数字滤波器可以进一步改善SNR性能、缩小误码、扩频并提高抗混叠抑制。转换过程与数据采集利用CONVST信号和内部振荡器进行控制。通过两个CONVST引脚，可以对所有8路模拟输入或者两组模拟输入通道(4路模拟输入构成一组）同时进行采样，以兼顾变压器之间的相位差。

AD7606系列其等效输入阻抗完全独立于采样率且固定为1 MΩ。同时，输入端集成了具有40 dB抗混叠抑制特性的滤波器，更是简化了前端设计，不再需要外部驱动和滤波电路。因此，二次互感器输出的信号无需再经过运放缓冲就可以直接接入AD7606。AD7606内部集成2.5 V带隙电压基准和基准缓冲电路，设计应用中可根据系统要求选用内置基准或外部基准。在多片ADC的设计中，如果需要高绝对精度，则应采用高初始精度和低温度系数的外部基准，以消除不同器件内置基准之间的差异而带来的误差。推荐选用初始精度0.04%，温度系数为3 ppm/℃的ADR421B。如果需求多片ADC通道之间的数值匹配，可设置第一片AD7606工作在内置基准模式，其余AD7606为外部基准模式，并通过第一片AD7606的内置基准输出供给其余AD7606。从而在不加外部基准的情况下，即可保证多个AD7606通道间数据的匹配性。