
STATCOM的工作过程是,首先通过检测三相电压和电流,运用瞬时无功功率理论计算电网的无功功率或无功电流,判断电网无功状态,得到所需补偿电流的无功分量,经坐标变换得到逆变器输出的电压参考值Vcα.ref和Vcβ.ref。在欠无功或者无功过剩时,系统调节PWM调制系数,输出的PWM信号通过驱动电路改变电压源逆变器电力电子开关的通断时间,达到改变逆变器输出电压幅值、相位、频率的目的,从而改变电网无功状态,使电网无功功率平衡。
所以,同步检测电网三相电压和电流、STATCOM交流侧三相电流和电容直流电压是系统的核心任务之一。文中将采用AD7606-6模数转换芯片来实现模拟量采集。
2 AD7606-6模数转换芯片
2.1 AD7606-6简介及特性
AD7606-6是ADI公司为简化下一代电力线监控系统设计,新推出16位6通道同步采样模数转换器(ADC),多通道集成方便实现电网的三相电流和电压测量。如图2所示,AD7606-6内置有模拟输入箝位保护、跟踪保持放大器、二阶抗混叠滤波器、16位逐次逼近型ADC、数字滤波器、2.5 V基准电压源、基准电压缓冲以及高速并行和串行接口。采用单电源5 V供电,可处理±5 V和±10 V真双极性输入信号,同时6个通道均能以200 ksample·s-1的吞吐速率采样。输入箝位保护电路可承受高达±16.5 V的电压。无论工作在何种采样频率,AD7606-6的模拟输入阻抗均为1 MΩ。其采用单电源工作方式,具有片内滤波和高输入阻抗,无需驱动运算放大器和外接双极性电源供电。抗混叠滤波器的3 dB截止频率为22 kHz;当采样速率为200 ksample·s-1时,其具有40 dB抗混叠抑制特性。封装采用64脚LQFP形式,具有体积小、重量轻、可工作于-40~+80℃内的恶劣环境、抗干扰性强的特点。

2.2 AD7606-6引脚功能说明
AD7606-6采用64引脚LQFP形式,具有丰富的功能引脚,方便与DSP和微处理器连接。
AD7606-6主要的引脚和功能为:
(1)V1~V6。6个模拟信号输入端,输入信号范围可以是±5 V或±10 V,具体由引脚RANGE决定。
(2)V1GND~V6GND。模拟输入接地引脚,与各自输入引脚对应。
(3)OS[2:0]。过采样模式引脚,用于选择过采样倍率。
(4)DB0-DB15。16位数据并行输出口。其中,DB7/DB8复用为串口输出引脚(DOUTA/DOUTB)。
(6)AGND。模拟地,需并联10μF和100μF的去耦电容;AVCC:模拟电压,范围可从4.5~5.5 V;DGND:数字电路部分参考地;DVCC:数字电压,通常为5 V,数字电压与模拟电压必须保持一致;VDD:电源正电压;VSS:电源负电压。
(7)
。片选输入信号引脚,若
和
一起选中,数据由并口一起输出;
:读选通信号引脚。
(8)CONVST A/CONVST B。转换开始输入A和B,用于启动模拟输入通道转换。要对6个转换通道进行同时采样,可将两引脚短接,并施加一个启动信号。
(9)BUSY。转换状态信号,该引脚从转换开始到结束保持高电平,转换结束BUSY变为低电平,数据被锁存,可供读取。
(10)RESET。芯片复位信号引脚。
(11)RANGE。模拟输入范围选择引脚,此引脚的极性决定了模拟输入通道的输入范围,当为高电平时,输入范围±10 V,低电平时,输入范围±5 V。
(12)REF SELECT。内外部基准电压选择输入。高电平时使用内部基准电压,低电平则使用外部基准电压。
(13)REFIN/REFOUT。基准电压输入/基准电压输出。
2.3 AD7606-6所有通道同步采样逻辑时序
AD7606-6可对所有模拟输入通道同时采样,时序逻辑如图3所示。要实现所有通道同步采样,只需将CONVEST A和CONVST B引脚短接,使用一个CONVST信号便可启动所有模拟输入通道。AD7606-6内置有片内振荡器用于转换,每个ADC转换时间为tCONV。当施加CONVST上升沿时,BUSY变成高电平,在转换介绍后变为低电平。BUSY下降沿时,主控芯片可以通过给
/
施加低电平,从并行总线DB[15:0]、DOUTA/DOUT B串行数据线读取转换结果,按顺序V1~V6,每施加一个低电平读取一个通道的转换数据。
