基于AD7606的高性能电力线监测、继电保护系统设计指南

　　AD7606系列共包含8通道、6通道和4通道三款同步采样ADC器件，针对需要多通道系统应用，设计者可以分别采用8+4、8+6通道的灵活设计组合，在利用到ADI新ADC系列产品的高性能的同时，确保方案的低成本（四通道和六通道的AD7606-4、AD7606-6分别比双8通道AD7606成本低19%及34%）。而且，这几款器件之间管脚兼容，相同的电路设计可以适用于多种不同通道数的系统配置。

　　电路设计建议

　　大多数电力线监测系统都会采用多个AD7606器件以实现多通道同步采样。为确保器件之间的性能良好匹配，这些器件必须采用对称布局。AVCC电压平面沿两个器件的右侧布置，VDRIVE电源走线沿两个AD7606器件的左侧布置。基准电压芯片ADR421位于两个AD7606器件之间，基准电压走线向上布置到U2的引脚42，向下布设到U1的引脚42。使用实心接地层。这些对称布局原则适用于含有两个以上AD7606器件的系统。AD7606器件可以沿南北方向放置，基准电压位于器件的中间，基准电压走线则沿南北方向。

　　良好的去耦对于电力线监测系统整体性能表现非常重要，恰当的去耦配置可以便降低AD7606的电源阻抗及其电源尖峰幅度。REFIN/REFOUT引脚和REFCAPA、REFCAPB引脚的去耦电容是攸关性能的重要电容，应尽可能靠近相应的AD7606引脚。可能的话，应将这些电容放在电路板上与AD7606器件相同的一侧。AD7606的去耦设计十分简洁，仅需要9个低值陶瓷电容，包括2个10uF、2个1uF、5个0.1uF。在高通道系统中，良好的通道间和器件间性能匹配可以大大简化校准过程。AD7606器件、模拟输入通道和去耦电容的对称布局有助于多个器件之间的性能匹配。

　　图4：推荐的多通道应用中的电路布局。

　　（更详细的设计建议，请参见“基于16位8通道DAS AD7606的可扩展多通道同步采样数据采集系统的布局考虑”，http://www.analog.com/zh/CN0148）

　　AD7606+BF518的完整解决方案

　　为适应全球电力行业的迅速发展以及电力系统的复杂化和保护要求的提高，当前的继电保护产品除了拥有传统的继电保护设备基本的测试功能外，还具有强大的数据处理能力和通信能力，而且对可靠性、选择性、灵敏性和快速性都有很高的要求。而且，随着IEC61580规范的逐步推行，必将对处理器的处理能力提出更高的要求，包括更高的通信能力、存储能力、智能特性等。ADI与第三方北京亿旗联合开发了基于AD7606和Blackfin处理器BF518 实现的完整电力线监测解决方案。

　　Blackfin处理器是ADI公司的核心旗舰产品，强大的处理能力和汇聚式架构使得在继电保护产品设计中无须增设单独的通讯处理器，可以帮助客户实现了总线不出芯片的方案，大大提高系统抗干扰能力，轻松满足国际IEC-6100-4标准要求。BF518是目前已经在全球电力设备新产品中获得广泛应用的一款汇聚式处理器，该处理器内置了具有媒体独立接口与简化媒体独立接口的以太网10/100 MAC，更首次在Blackfin处理器中引入了内置的PTP_TSYNC引擎，实现了硬件支持的IEEE1588（网络测量和控制系统的精密时钟同步协议）时钟同步，与IEEE1588 version2标准完全兼容。电力行业的网络化、智能化催生了继电保护装置的网络化，而变电站通信网络和系统国际标准IEC61850规约的推出反应了这种发展趋势，支持IEEE1588协议的BF518处理器必将帮助电力设备企业在这种发展趋势中占据更加主动的地位。

　　该方案在测试中表现出了卓越的性能。由于AD7606提供了过采样、抗混叠滤波器和数字滤波等功能特性，该方案在实际应用中采样精度最高可以达到19位。在高压保护的应用中，AD7606具有更明显的性能优势，而且具有较高的单通道性价比。