15kV ESD Immuneko Digitala Potentzia-kontagailuaren Diseinua Sinplifikatutako Zirkuituarekin & Altu Estabilitatearekin

 1. Soluzioaren Ikuspegi Orokorra​

Soluzio honek prestakuntza altu eta fidagarritasun handiko digitala energia neurriko diseinua ematea du helburu. Soluzioaren nuklea kudeaketa nagusi chiparen egituratu berriko erloju nagusi zirkuitu diseinuan dago, eta hau ekarriko du arrakasta tradizionalen digitala energia neurriko elektroestatikoen interferentziari (ESD) aurka duten arazoetan. Neurrizkia 15kV kontaktorik gabeeko elektroestatiko desgarratzeko proba osoan igarotzen da, eta gainera, zirkuitu egitura sinplifikatua eta erloju estabilitate handia ditu. Industriko indarra monitorizatzeko eskari guztiak bete beharreko fidagarritasun eta estabilitate arrasgarriak dituen kasuetan egokia da.

​2. Sektorrezko Arazo Nagusiak & Teknologia Oinarria​

​2.1 Sektorrezko Arazo Nagusia: ESDren Aurka Duena Zuriune Ezberdina​

Industriko egoeretan, elektroestatiko desgarratzak (ESD) elektronikoki ekipamenduak hutsegiteko errazpen garrantzitsua dira. Tradizionala digitala energia neurrikoek ESDren interferezioagatik sistemako berrabiarazpen edo funtzio anormalitateak sortu ohi dituzte 15kV kontaktorik gabeeko ESD proba estandarrak egiten direnean, horrela fidagarritasun altuagoko aplikazioen eskariak ez dituzte betetzen.

​2.2 Teknologia Oinarria: Eskuragarri Dauden Soluzioen Analisi​

ESDren aurka duena zuriune ezberdina existitzen diren digitala energia neurrikoetan, berehala erloju nagusi mailetasuna proiektuan datza:

• ​Soluzioa 1: Mailetasun Altua Dituen Kristal Osciladorearen Konexio Zuzena:​​ Kudeaketa nagusi chipa 25MHz mailetasun altua dituen kristal osciladorearekin konexio zuzena du, bi kanpo kompentsazio kapazitoretarako beharrezkoa izanik. Egitura sinple bat baita, baina diseinu hau chiparen I/O portuetatik (batera murriztuta dizainatuta) ESDren aurka duena zuriune txikiak ditu. Mailetasun altua den seinaleak ESD pulsa batetik aske interferentziara erabiltzen da, sistema hutsegitea sor dezakeela.
• ​Soluzioa 2: Mailetasun Baxua Dituen Kristal Osciladorearekin Freqüentzia Multiplikazioa:​​ Mailetasun baxua dituen kristal osciladore bat erabili eta barruko Fase-Lortu Bat (PLL) bidez mailetasun altura aldatu. Hona hemen modu honi esker interferezio zuzenera kontra ahalmen handiagoa ematen zaio, baina oraindik ESDren aurka duena zuriune perfektua lortzea ezinezkoa da, elektroestatiko kopulazioa konpontzeko ez duelako soluziorik.

Bi soluzio tradizional hauek ezin dituzte neurrizkia funtzionamendu estalduna garai elektromagnetiko zailtan bermatzen.

​3. Neurrizkia Osotasunaren Egitura eta Funtzioa​

Soluzio hauetako neurrizkia diseinu modularra hartzen du, sei nukleo modulu nagusi ditu, batera unitario modulu batetik jasota. Egitura argi eta funtzio definizio ona ditu. Modulu bakoitzaren konexioak eta funtzioak kudeaketa nagusi chiparekin hemendik jarraitzen dira:

​4. Nukleo Tekniko Aurtasuna​

​4.1 ESDren Aurka Duena Zuriune Handia​

Soluzio hauetako garrantzitsuena erloju nagusi diseinu berri bat da. Interferentziarekin lotuta dauden mailetasun altua dituen kristalaren konexio zuzena abandonoatik, kudeaketa nagusi chipak 32768Hz mailetasun baxua dituen kristal bat erabili du mailetasun nagusi sarrera gisa. Mailetasun baxua den seinaleak kanpo radiazio intentsitate baxua du eta kanpo mailetasun altua dituen soinu (ESD pulsa bezala) kopulazio interferezioari azkar aske da, horrela aitzindaritik zuriune interferezioa hobetu da. Diseinu hau tradizionala neurrizkien arazo nagusiak konpondu ditu, 15kV kontaktorik gabeeko ESD proba osoan igarotzea bermatuz eta industria egoera konplexuetan funtzionamendu fidagarria bermatuz.

​4.2 Egitura Zirkuitu Sinplifikatua​

Aukeratutako kudeaketa nagusi chipa (MSP430F5438A) barneko mailetasun baxua dituen osciladore zirkuituak kompentsazio kapazitore bat ditu. Diseinu hau tradizionala mailetasun altua dituen kristalaren bidez beharrezko bi kanpo kompentsazio kapazitoreak kendu ditu, PCB diseinua sinplifikatuz, osagai kopurua eta material kostuak murriztuz, ekoizpen soldadura konplexutasuna murriztuz eta produktuaren uniformitatea eta fidagarritasuna hobetuz.

​4.3 Mailetasun Estabilitate Altuagoa​

• ​Sistema Software Ordua Estalduna:​​ 32768Hz kristala, mailetasun zatiketa ondoren, 1Hz segundo ordua seinale zehatz bat sortzen du, sistema software orduaren oinarria izanik. Ordu hau estabilitate eta zehaztasuna software simulazioa edo mailetasun altua dituen zatiketatik loratzen direnak baino handiagoa da.
• ​Neurrizkia Ordua Estalduna:​​ Neurrizkian erabilitako ADC sampligatze ordua ere mailetasun baxua den ordu estaldunetik dator, tensio, korrontea, indar elektrikoa eta beste elektriko parametro sampligatze eta kalkulua zehatzak egiteko. Energia kudeaketarako kalitate handiko datu oinarria ematen du.

​5. Sistema Lan Printzipioa​

Neurrizkia lan fluxua hurrengoak dira:

1. ​Bateria Jartzea:​​ Bateria Unitario Moduluak AC-DC laguntza bateria bidez jasotako AC sarrera, 5V, 3.3V, eta isolated 5V voltajeetara bihurtzen eta isola ditu. Hauek Seinaleak Hartze Zirkuitu, Kudeaketa Nagusi Sistema (denbora eguneroko ordua, memoria, erakusle kontrola barne), eta Komunikazio Interfazea antolatzen ditu, modulu guztiak prest egotea.
2. ​Seinaleak Hartzea:​​ Seinaleak Hartze Zirkuitu Moduluak hiru faseko energia sareetatik jasotako tensio eta korronte seinaleak hartzen ditu jarraituz. Prozesatuta (zatigarri, korronte aldatzea, op-amps amplifikatzea, maila aldatzea) neurrizkia parametroak adierazten dituen analogiko seinaleak Kudeaketa Nagusi Chipari bidali.
3. ​Seinaleak Prozesatzea:​​ Kudeaketa Nagusi Chipak analogiko seinaleak digitaliko seinale bihurtzen ditu integrazio AD konbertsortik. Gero, denbora eguneroko orduaren timestampen bidez, digitaliko seinaleen kalkulua eta analisia egin ditu elektriko parametro beharrezkoak (RMS tensio/korrontea, aktibo/pasiboa indar elektrikoa, faktore indar elektrikoa, mailetasuna).
4. ​Datumen Irteera & Elkarrekintza:​​
• ​Gordailua:​​ Prozesatutako datuak Barneko Informazio Memorian gordeko dira historikoko datu ikuskaratzeko eta karga analisatzeko.
• ​Erakuspena:​​ Datuak LCD erakusleko Erakusle Kontrol Modulura bidali dira errealitatean eguneratzea.
• ​Komunikazioa:​​ Datuak errealitatean urruneko monitorizazio markoaren RS485 Komunikazio Interfaze bidez igotzen dira urruneko monitorizazioa egiteko.
• ​Kontrola:​​ Erabiltzaileek erakusle moduluaren botoietan erabiliz neurrizkia lokalizatuta datuak bilatzeko edo parametroak ezarri ahal dituzte.