• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


15kV ESD Immune Digital Power Meter Design na may Simplified Circuit & High Stability

 1. Buod ng Solusyon

Layunin ng solusyong ito na magbigay ng disenyo ng digital na power meter na may mataas na performance at reliabilidad. Ang puso ng solusyon ay nasa isang inobatibong disenyo ng master clock circuit para sa pangunahing control chip, na efektibong nagreresolba ng inherent na kahinaan ng mga tradisyonal na digital na power meter sa paglaban sa electrostatic interference (ESD). Ang meter ay maaaring maabot nang matatag ang 15kV non-contact electrostatic discharge test, at may mga adhikain din tulad ng mas simplified na circuit structure at mataas na clock stability. Ito ay angkop para sa industriyal na scenario ng power monitoring na nangangailangan ng mahigpit na reliabilidad at estabilidad.

2. Industry Pain Points & Teknikal na Background

2.1 Industry Pain Point: Mahina ang Kapasidad sa Paglaban sa Electrostatic Interference

Sa industriyal na setting, ang electrostatic discharge (ESD) ay isa sa pangunahing sanhi ng pagkasira ng electronic equipment. Ang mga tradisyonal na digital na power meter ay madaling mag-reset o magkaroon ng abnormal na pagganap dahil sa interference sa standard na 15kV non-contact ESD test, hindi nasasakop ang mga ito sa mga requirement ng high-reliability applications.

2.2 Teknikal na Background: Pagsusuri ng Existing Solutions

Ang hamon ng anti-ESD sa existing na digital na power meters ay pangunahing nagmumula sa disenyo ng kanilang main clock frequency:

  • Solusyon 1: Direktang Koneksyon ng High-Frequency Crystal Oscillator:​ Ang pangunahing control chip ay direktang konektado sa 25MHz high-frequency crystal oscillator, na nangangailangan ng dalawang external compensation capacitors. Habang simple ang struktura, ang disenyo ay may mahinang ESD resistance sa I/O ports ng chip (na disenyo para sa low power consumption). Ang high-frequency signal ay madaling ma-interfere sa ilalim ng ESD pulses, na maaaring maging sanhi ng system crash.
  • Solusyon 2: Low-Frequency Crystal Oscillator with Frequency Multiplication:​ Ginagamit ang low-frequency crystal oscillator at pinaparami sa mataas na frequency gamit ang internal Phase-Locked Loop (PLL). Ang approach na ito ay nagbibigay ng kaunting pagbabago laban sa direktang interference ngunit hindi nagreresolba ng pundamental na isyu ng electrostatic coupling, na nagreresulta sa less-than-ideal na anti-interference performance.

Parehong traditional na solusyon ay hindi maaaring tiyakin ang stable na operasyon ng meter sa harsh na electromagnetic environment.

3. Overall Structure and Function ng Meter

Ang meter ng solusyong ito ay gumagamit ng modular design, binubuo ng anim na core modules na powered ng unified power supply module. Ang struktura ay malinaw, at ang mga function ay maayos. Ang mga koneksyon at functions ng bawat module sa pangunahing control chip ay sumusunod:

Pangalan ng Module

Mga Core Components

Koneksyon Sa

Pangunahing Function

Pangunahing Control Chip (1)

Model MSP430F5438A; Naglalaman ng AD converter, high-frequency oscillator circuit, low-frequency oscillator circuit na may built-in compensation capacitors; Main frequency input ay konektado lamang sa 32768Hz low-frequency crystal (11)

Signal Acquisition Module, Real-Time Clock, Memory, Display Control Module, Communication Interface

System control center; processes electrical parameter data; performs core operations like AD conversion.

Signal Acquisition Circuit Module (2)

Three-phase voltage attenuation divider circuit, three-phase current transformers, operational amplifier circuit

Three-phase power grid, Pangunahing Control Chip

Nag-aacquire ng three-phase voltage at current signals mula sa power grid; performs amplification at level conversion bago ipadala sa pangunahing control chip.

Real-Time Clock (3)

-

Pangunahing Control Chip

Provides precise time reference; supports clock-related functions.

Internal Information Memory (4)

-

Pangunahing Control Chip

Stores various historical data and parameters generated during meter operation.

Display Control Module (5)

LCD display, control buttons

Pangunahing Control Chip

Displays electrical parameters and status information; receives user button commands.

Communication Interface (6)

RS485 interface

Pangunahing Control Chip, Remote Monitoring Host

Enables data communication with remote monitoring systems; uploads acquired data in real-time.

Power Supply Module (7)

AC-DC auxiliary power supply; Outputs 5V, 3.3V, Isolated 5V

5V → Signal Acquisition Module; 3.3V → Pangunahing Control Chip, etc.; Isolated 5V → Communication Interface

Provides stable, isolated operating power for all modules, ensuring normal system operation.

4. Core Technical Advantages

4.1 Superior Anti-Electrostatic Interference Capability

Ang pinakamahalagang advantage ng solusyong ito ay ang inobatibong disenyo ng main clock. Abandoning the interference-prone high-frequency crystal direct connection scheme, ang pangunahing control chip ay gumagamit ng 32768Hz low-frequency crystal bilang main frequency input. Dahil ang low-frequency oscillation signals ay may mababang external radiation intensity at mas kaunti ang susceptible sa coupling interference mula sa external high-frequency noise (like ESD pulses), ang anti-interference performance ay significantly improved sa pinagmulan. Ang disenyo na ito ay matagumpay na nagreresolba ng pain point ng mga tradisyonal na meters, enabling stable passage of the 15kV non-contact ESD test at ensuring reliable operation sa complex industrial environments.

4.2 Simplified Circuit Structure

Ang napiling pangunahing control chip (MSP430F5438A) ay may built-in compensation capacitor para sa kanyang internal low-frequency oscillator circuit. Ang disenyo na ito ay nag-eeliminate ng dalawang external compensation capacitors na kinakailangan sa traditional high-frequency crystal schemes, simplifying PCB layout, reducing component count and material costs, decreasing production soldering complexity, at enhancing product consistency and reliability.

4.3 Higher Clock Stability

  • Stable System Software Clock:​ Ang 32768Hz crystal, after frequency division, can generate a precise 1Hz seconds clock signal, serving as the foundation for the system's software clock. Its stability and accuracy are far superior to clocks generated by software simulation or high-frequency division.
  • Stable Metering Clock:​ The ADC sampling clock used for energy measurement in the meter also originates from this stable low-frequency clock, ensuring the accuracy of voltage, current, power, and other electrical parameter sampling and calculation. This provides a data foundation for high-quality energy management.

5. System Working Principle

Ang workflow ng operasyon ng meter ay sumusunod:

  1. Power On:​ Ang Power Supply Module ay tumatanggap ng AC input sa pamamagitan ng AC-DC auxiliary power supply, converting at isolating it into 5V, 3.3V, at isolated 5V voltages. Ang mga ito ay nagbibigay ng supply sa Signal Acquisition Circuit, ang Main Control System (including Real-Time Clock, Memory, Display Control), at ang Communication Interface respectively, bringing all modules to a ready state.
  2. Signal Acquisition:​ Ang Signal Acquisition Circuit Module ay patuloy na nag-aacquire ng voltage at current signals mula sa three-phase power grid. After processing (e.g., division, current transformation, amplification by op-amps, level conversion), it sends analog signals representing grid parameters to the Pangunahing Control Chip.
  3. Signal Processing:​ Ang Pangunahing Control Chip unang nagco-convert ng natanggap na analog signals into digital signals using its integrated AD converter. Subsequently, combined with the timestamp from the Real-Time Clock, it performs calculations and analysis on the digital signals to derive required electrical parameters (e.g., RMS voltage/current, active/reactive power, power factor, frequency).
  4. Data Output & Interaction:
    • Storage:​ Processed data is saved to the Internal Information Memory for historical data querying and load analysis.
    • Display:​ Data is simultaneously sent to the Display Control Module for real-time updating on the LCD display.
    • Communication:​ Data is uploaded in real-time to the remote monitoring center via the RS485 Communication Interface for remote monitoring.
    • Control:​ Users can operate the meter locally via buttons on the display module to query data or set parameters.
10/10/2025
Inirerekomenda
Engineering
Integradong Solusyon sa Hybrid na Pwersa ng Hangin at Araw para sa mga Malalayong Isla
Paglalapat​Inihahandog ng propuesta na ito ang isang bagong integradong solusyon sa enerhiya na lubhang pinagsasama ang paggawa ng enerhiya mula sa hangin, photovoltaic power generation, pumped hydro storage, at teknolohiya ng desalinasyon ng seawater. Layunin nito na sistemang tugunan ang pangunahing mga hamon na kinakaharap ng mga malayong isla, kabilang ang mahirap na saklaw ng grid, mataas na gastos ng paggawa ng enerhiya mula sa diesel, limitasyon ng tradisyonal na battery storage, at kakul
Engineering
Isang Intelligent na Sistema ng Hybrid na Hangin-Arkila na may Fuzzy-PID Control para sa Enhanced na Battery Management at MPPT
AbstractInihahandog ng propusyon na ito ang isang sistema ng pag-generate ng hybrid na lakas ng hangin at araw batay sa napakalaking teknolohiya ng kontrol, na may layuning mabisa at ekonomiko na tugunan ang mga pangangailangan ng lakas para sa mga malalayong lugar at espesyal na sitwasyon. Ang pundamental ng sistema ay nasa isang intelligent control system na nakatuon sa ATmega16 microprocessor. Ginagamit ng sistemang ito ang Maximum Power Point Tracking (MPPT) para sa parehong lakas ng hangin
Engineering
Makabagong Solusyon sa Hybrid na Hangin-Solar: Buck-Boost Converter & Smart Charging Bawas ang Gastos ng Sistema
Pamagat​Inihahanda ng solusyon na ito ang isang inobatibong high-efficiency wind-solar hybrid power generation system. Tumutugon ito sa mga pangunahing kahinaan ng kasalukuyang teknolohiya—tulad ng mababang paggamit ng enerhiya, maikling buhay ng bateria, at mahinang istabilidad ng sistema—sa pamamagitan ng paggamit ng fully digitally controlled buck-boost DC/DC converters, interleaved parallel technology, at intelligent three-stage charging algorithm. Ito ay nagbibigay ng Maximum Power Point Tr
Engineering
Sistema ng Pagsasama-samang Kapangyarihan ng Hangin at Araw na Optima: Isang Komprehensibong Solusyon sa disenyo para sa mga Application na Walang Grid
Pagkakatawan at Background​​1.1 mga Hamon ng Mga System ng Pag-generate ng Pwersa mula sa Iisang Pinagmulan​Ang tradisyunal na standalone photovoltaic (PV) o wind power generation systems ay may inherent na mga kahinaan. Ang pag-generate ng pwersa mula sa PV ay apektado ng diurnal cycles at kondisyon ng panahon, habang ang pag-generate ng pwersa mula sa hangin ay umiiral sa hindi matatag na resources ng hangin, na nagiging sanhi ng malaking pagbabago sa output ng pwersa. Upang siguruhin ang patu
Inquiry
I-download
Kuha ang IEE Business Application
Gumamit ng IEE-Business app para makahanap ng kagamitan makakuha ng solusyon makipag-ugnayan sa mga eksperto at sumama sa industriyal na pakikipagtulungan kahit kailan at saanman buong suporta sa pag-unlad ng iyong mga proyekto at negosyo sa enerhiya