15kV ਈਐਏ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਸਹਿਜ ਸਰਕਿਟ ਅਤੇ ਉੱਚ ਸਥਿਰਤਾ ਵਾਲਾ ਡਿਜੀਟਲ ਪਾਵਰ ਮੀਟਰ ਡਿਜ਼ਾਇਨ
1. ਹੱਲ
ਇਹ ਹੱਲ ਉੱਤਮ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਅਤੇ ਉੱਤਮ ਵਿਸ਼ਵਾਸਯੋਗਤਾ ਵਾਲੀ ਡਿਜੀਟਲ ਬਿਜਲੀ ਮੈਟਰ ਡਿਜਾਇਨ ਦਾ ਸਹਾਰਾ ਕਰਨ ਦੀ ਉਦੇਸ਼ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਹੱਲ ਦਾ ਮੁੱਖ ਭਾਗ ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ ਲਈ ਇਕ ਨਵਾਂ ਮਾਸਟਰ ਕਲਾਕ ਸਰਕਿਟ ਡਿਜਾਇਨ ਵਿੱਚ ਹੈ, ਜੋ ਪਾਰੰਪਰਿਕ ਡਿਜੀਟਲ ਬਿਜਲੀ ਮੈਟਰਾਂ ਦੀਆਂ ਆਦਿਮ ਦੁਰਬਲਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਵਧੀਆ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਲਝਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ (ESD) ਦੀ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ ਨਾਲ ਸਬੰਧ ਰੱਖਦੀਆਂ ਹਨ। ਮੈਟਰ 15kV ਨਾਲ-ਟੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਡਿਸਚਾਰਜ ਟੈਸਟ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਰੀਤੀ ਨਾਲ ਪਾਰ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਦੇ ਸਹਿਤ ਇਹ ਸਹਿਣਾਂ ਸਰਕਿਟ ਰਚਨਾ ਅਤੇ ਉੱਤਮ ਕਲਾਕ ਸਥਿਰਤਾ ਵਾਲੀ ਵੀ ਲਾਭਾਂ ਨਾਲ ਭਰਪੂਰ ਹੈ। ਇਹ ਉਦੋਘਾਤੀ ਬਿਜਲੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਦੇ ਸਨਭਾਵਾਂ ਲਈ ਸਹੀ ਹੈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਮਜ਼ਬੂਤ ਵਿਸ਼ਵਾਸਯੋਗਤਾ ਅਤੇ ਸਥਿਰਤਾ ਦੀ ਹੈ।
2. ਐਂਡਸਟ੍ਰੀ ਦੇ ਦੁਖਦਾਰ ਸਥਿਤੀਆਂ & ਟੈਕਨੀਕਲ ਪਿਛੋਕੜ
2.1 ਐਂਡਸਟ੍ਰੀ ਦਾ ਦੁਖਦਾਰ ਸਥਿਤੀ: ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੀ ਦੁਰਬਲ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ
ਐਂਡਸਟ੍ਰੀ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਡਿਸਚਾਰਜ (ESD) ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਸਾਧਨਾਂ ਦੀ ਕਾਰਕਿਰਦਗੀ ਵਿੱਚ ਵਿਫਲੀਕਰਨ ਦੇ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਕਾਰਨ ਹੈ। ਪਾਰੰਪਰਿਕ ਡਿਜੀਟਲ ਬਿਜਲੀ ਮੈਟਰਾਂ ਸਟੈਂਡਰਡ 15kV ਨਾਲ-ਟੱਚ ESD ਟੈਸਟ ਦੌਰਾਨ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬਹੁਤ ਜਿਆਦਾ ਸਿਸਟਮ ਰੀਸੈਟ ਜਾਂ ਫੰਕਸ਼ਨਲ ਅਨੋਖੀਆਂ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਆਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਹੜੀਆਂ ਉੱਤਮ ਵਿਸ਼ਵਾਸਯੋਗਤਾ ਦੀਆਂ ਲੋੜਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਨਹੀਂ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।
2.2 ਟੈਕਨੀਕਲ ਪਿਛੋਕੜ: ਮੌਜੂਦਾ ਹੱਲਾਂ ਦਾ ਵਿਗਿਆਨ
ਮੌਜੂਦਾ ਡਿਜੀਟਲ ਬਿਜਲੀ ਮੈਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ESD ਦੀ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ ਦੀ ਚੁਣੌਤੀ ਮੁੱਖ ਕਲਾਕ ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਡਿਜਾਇਨ ਤੋਂ ਉਠਦੀ ਹੈ:
- ਹੱਲ 1: ਉੱਚ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਦੀ ਸਿਧਾ ਕਨੈਕਸ਼ਨ: ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ 25MHz ਉੱਚ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਨਾਲ ਸਿਧਾ ਕਨੈਕਟ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਲਈ ਦੋ ਬਾਹਰੀ ਕੰਪੈਨਸੇਸ਼ਨ ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਹ ਰਚਨਾ ਸਧਾਰਨ ਹੈ, ਇਹ ਡਿਜਾਇਨ ਚਿਪ ਦੇ I/O ਪੋਰਟਾਂ (ਲਾਭਕਾਰੀ ਸ਼ਕਤੀ ਦੀ ਲਾਗੂ ਲਈ ਡਿਜਾਇਨ ਕੀਤੇ ਗਏ) ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ ਦੁਰਬਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਉੱਚ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਸਿਗਨਲ ESD ਪਲਸ਼ਾਂ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੇ ਲਾਭਕਾਰੀ ਹੋਣ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸਿਸਟਮ ਕ੍ਰੈਸ਼ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ।
- ਹੱਲ 2: ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਨਾਲ ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਮੁਲਟੀਪਲੀਕੇਸ਼ਨ: ਇੱਕ ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਫੇਜ਼-ਲੋਕਡ ਲੂਪ (PLL) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਉੱਚ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਤੱਕ ਮੁਲਟੀਪਲੀਕੇ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੁਹਰੀ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਕੁਝ ਸੁਧਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ ਪਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਕੁਪਲਿੰਗ ਦੀ ਮੁੱਖ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਮੁੱਲਭੂਤ ਰੀਤੀ ਨਾਲ ਸੁਲਝਾਉਂਦਾ ਨਹੀਂ, ਇਸ ਲਈ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੀ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ ਵਧੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ।
ਦੋਵੇਂ ਪਾਰੰਪਰਿਕ ਹੱਲ ਕੀਹੜੇ ਭੀ ਕਠਿਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਪਰਿਵੇਸ਼ਾਂ ਵਿੱਚ ਸਥਿਰ ਮੈਟਰ ਕਾਰਕਿਰਦਗੀ ਦੀ ਗਾਰੰਟੀ ਦੇਣ ਵਿੱਚ ਅਸਮਰੱਥ ਹਨ।
3. ਮੈਟਰ ਦੀ ਮੁੱਖ ਰਚਨਾ ਅਤੇ ਫੰਕਸ਼ਨ
ਇਸ ਹੱਲ ਦਾ ਮੈਟਰ ਇੱਕ ਮੋਡੁਲਰ ਡਿਜਾਇਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਇੱਕੀਕੀਤ ਸ਼ਕਤੀ ਸੁਪਲਾਈ ਮੋਡੁਲ ਦੁਆਰਾ ਚਾਲੂ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਛੇ ਮੁੱਖ ਮੋਡਲਾਂ ਦਾ ਸੰਗਠਨ ਹੈ। ਰਚਨਾ ਸਫ਼ੀਅਨ ਹੈ, ਅਤੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਸਹੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਤਿਭਾਸ਼ਿਤ ਹਨ। ਹਰ ਮੋਡਲ ਦੀ ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ ਨਾਲ ਕਨੈਕਸ਼ਨ ਅਤੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਹੈ:
|
ਮੋਡਲ ਦਾ ਨਾਂ |
ਮੁੱਖ ਕੰਪੋਨੈਂਟ |
ਕਨੈਕਟ ਟੁ |
ਮੁੱਖ ਫੰਕਸ਼ਨ |
|
ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ (1) |
ਮੋਡਲ MSP430F5438A; AD ਕਨਵਰਟਰ, ਉੱਚ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਸਰਕਿਟ, ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਸਰਕਿਟ ਨਾਲ ਬੁਲਟ-ਇਨ ਕੰਪੈਨਸੇਸ਼ਨ ਕੈਪੈਸਿਟਰ; ਮੁੱਖ ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਇਨਪੁਟ ਸਿਰਫ 32768Hz ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ (11) ਨਾਲ ਕਨੈਕਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ |
ਸਿਗਨਲ ਅੱਕਵਾਇਜ਼ੇਸ਼ਨ ਮੋਡਲ, ਰੀਅਲ-ਟਾਈਮ ਕਲਾਕ, ਮੈਮੋਰੀ, ਡਿਸਪਲੇ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਮੋਡਲ, ਕਮਿਊਨੀਕੇਸ਼ਨ ਇੰਟਰਫੇਸ |
ਸਿਸਟਮ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਸੰਤਰ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਡੇਟਾ ਦੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ; AD ਕਨਵਰਸ਼ਨ ਜਿਹੜੀਆਂ ਮੁੱਖ ਕਾਰਕਿਕਤਾਵਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਤਿਭਾਸ਼ਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। |
|
ਸਿਗਨਲ ਅੱਕਵਾਇਜ਼ੇਸ਼ਨ ਸਰਕਿਟ ਮੋਡਲ (2) |
ਤਿੰਨ-ਫੇਜ਼ ਵੋਲਟੇਜ ਐਟੈਨੂਏਸ਼ਨ ਡਾਇਵਾਇਡਰ ਸਰਕਿਟ, ਤਿੰਨ-ਫੇਜ਼ ਕਰੰਟ ਟ੍ਰਾਂਸਫਾਰਮਰ, ਓਪੈਰੇਸ਼ਨਲ ਐੰਪਲੀਫਾਈਰ ਸਰਕਿਟ |
ਤਿੰਨ-ਫੇਜ਼ ਪਾਵਰ ਗ੍ਰਿਡ, ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ |
ਪਾਵਰ ਗ੍ਰਿਡ ਤੋਂ ਤਿੰਨ-ਫੇਜ਼ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਕਰੰਟ ਸਿਗਨਲ ਲੈਂਦਾ ਹੈ; ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ (ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਡੀਵੀਜ਼ਨ, ਕਰੰਟ ਟ੍ਰਾਂਸਫਾਰਮੇਸ਼ਨ, ਓਪੈਰੇਸ਼ਨਲ ਐੰਪਲੀਫਾਈਰ ਦੁਆਰਾ ਐੰਪਲੀਫਾਈਕੇਸ਼ਨ, ਲੈਵਲ ਕਨਵਰਸ਼ਨ) ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ ਨੂੰ ਭੇਜਦਾ ਹੈ। |
|
ਰੀਅਲ-ਟਾਈਮ ਕਲਾਕ (3) |
- |
ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ |
ਸਹੀ ਸਮੇਂ ਦਾ ਸੰਕੇਤ ਦੇਣਾ; ਕਲਾਕ-ਸਬੰਧੀਤ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਦਾ ਸਹਾਰਾ ਕਰਨਾ। |
|
ਅੰਦਰੂਨੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਮੈਮੋਰੀ (4) |
- |
ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ |
ਮੈਟਰ ਦੀ ਕਾਰਕਿਕਤਾ ਦੌਰਾਨ ਬਣੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਇਤਿਹਾਸਕ ਡੇਟਾ ਅਤੇ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਦੀ ਸਟੋਰੇਜ। |
|
ਡਿਸਪਲੇ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਮੋਡਲ (5) |
ਐਲਸੀਡੀ ਡਿਸਪਲੇ, ਕੰਟ੍ਰੋਲ ਬਟਨ |
ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ |
ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਅਤੇ ਸਥਿਤੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ; ਉਪਯੋਗਕਰਤਾ ਬਟਨ ਕਮਾਂਡਾਂ ਦੀ ਰੀਸੈਵਿੰਗ। |
|
ਕਮਿਊਨੀਕੇਸ਼ਨ ਇੰਟਰਫੇਸ (6) |
RS485 ਇੰਟਰਫੇਸ |
ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ, ਰੀਮੋਟ ਮੋਨੀਟਰਿੰਗ ਹੋਸਟ |
ਰੀਮੋਟ ਮੋਨੀਟਰਿੰਗ ਸਿਸਟਮਾਂ ਨਾਲ ਡੇਟਾ ਕਮਿਊਨੀਕੇਸ਼ਨ; ਅਧੀਨ ਡੇਟਾ ਦੀ ਰੀਅਲ-ਟਾਈਮ ਅੱਪਲੋਡ ਕਰਨਾ। |
|
ਸ਼ਕਤੀ ਸੁਪਲਾਈ ਮੋਡਲ (7) |
AC-DC ਐਡਜ਼ੁਨਕਟ ਸ਼ਕਤੀ ਸੁਪਲਾਈ; 5V, 3.3V, ਇਸੋਲੇਟਡ 5V ਦਾ ਆਉਟਪੁੱਟ |
5V → ਸਿਗਨਲ ਅੱਕਵਾਇਜ਼ੇਸ਼ਨ ਮੋਡਲ; 3.3V → ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ, ਇਤਿਹਾਸਿਕ; ਇਸੋਲੇਟਡ 5V → ਕਮਿਊਨੀਕੇਸ਼ਨ ਇੰਟਰਫੇਸ |
ਸਾਰੇ ਮੋਡਲਾਂ ਲਈ ਸਥਿਰ, ਇਸੋਲੇਟਡ ਓਪਰੇਸ਼ਨਲ ਸ਼ਕਤੀ ਦੇਣਾ, ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਸਹੀ ਕਾਰਕਿਕਤਾ ਦੀ ਗਾਰੰਟੀ ਦੇਣਾ। |
4. ਮੁੱਖ ਟੈਕਨੀਕਲ ਲਾਭ
4.1 ਉੱਤਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ
ਇਸ ਹੱਲ ਦਾ ਸਭ ਤੋਂ ਮੁੱਖ ਲਾਭ ਮੁੱਖ ਕਲਾਕ ਦੀ ਨਵਾਂ ਡਿਜਾਇਨ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੀ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ ਦੀ ਵਿਚਾਰਧਾਰਾ ਨੂੰ ਛੱਡ ਕੇ, ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ 32768Hz ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਮੁੱਖ ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਇਨਪੁਟ ਤੋਂ ਵਰਤਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਆਸਕੀਲੇਟ ਸਿਗਨਲ ਬਾਹਰੀ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੀ ਤਾਕਤ ਨਿਕਲ ਦੇਣ ਦੀ ਕਮ ਹੋਣ ਦੀ ਕਾਰਨ ਬਾਹਰੀ ਉੱਚ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਸ਼ੋਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ESD ਪਲਸ਼ਾਂ) ਦੀ ਕੁਪਲਿੰਗ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਨਾਲ ਕਾਫ਼ੀ ਹੱਦ ਤੱਕ ਵਿਰੋਧੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟਾਟਿਕ ਇੰਟਰਫੈਰੈਂਸ ਦੀ ਵਿਰੋਧੀ ਯੋਗਤਾ ਮੂਲ ਤੋਂ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਡਿਜਾਇਨ ਪਾਰੰਪਰਿਕ ਮੈਟਰਾਂ ਦੀ ਦੁਰਬਲਤਾ ਦੀ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਲਝਾਉਂਦਾ ਹੈ, 15kV ਨਾਲ-ਟੱਚ ESD ਟੈਸਟ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਰੀਤੀ ਨਾਲ ਪਾਰ ਕਰਨ ਅਤੇ ਜਟਿਲ ਐਂਡਸਟ੍ਰੀ ਦੇ ਪਰਿਵੇਸ਼ਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਸ਼ਵਾਸਯੋਗਤਾ ਨਾਲ ਕਾਰਕਿਕਤਾ ਦੀ ਗਾਰੰਟੀ ਦੇਣ ਵਿੱਚ ਕਾਮਯਾਬ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
4.2 ਸਧਾਰਨ ਰਚਨਾ
ਚੁਣੇ ਗਏ ਮੁੱਖ ਕਨਟ੍ਰੋਲ ਚਿਪ (MSP430F5438A) ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਨਿਮਨ-ਫਰੀਕਵੈਂਸੀ ਆਸਕੀਲੇਟਰ ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਬੁਲਟ-ਇਨ ਕੰਪੈਨਸ
