核心技术
TDM时分割乘法器
属性:核心技术 作者: 来源: 访问量:5045 日期:2015/11/17 11:02:58
1、核心技术
TDM硬件原理全波计量关口电能表有功测量采用的是时分割矢量乘法器测量原理,TDM时分割乘法器是电能计量技术手段之一,目前国家间的电能比对以及中国的三相电能主基准均是采用了TDM技术原理。TDM时分割乘法器属于模拟乘法器,与A/D采样电表的显著区别是TDM时分割乘法器是对电能量进行直接的、实时的测量,因此,对非稳定的信号的场合,只有采用TDM硬件原理全波计量关口电能表才能保证测量的准确性。因为TDM硬件原理全波计量关口电能表每个正弦周期时域等效采样速度大于167000次,比A/D原理软件表128次的采样速度快1300倍,受电网波动及受EMI干扰影响较小,确保每一分相的每一个硬脉冲均被有效计度,分相电能、功率、需量的精确计量和测量,高速高精度的数据同步冻结和通讯功能,是电网系统线损分析和故障预警的工具。
2、硬件原理电能表谐波计量优势
比较内容 |
TDM乘法器专用芯片 |
A/D原理芯片组 |
电量的测量方法 |
全硬件超高速实时测量 |
软件非实时计算 |
分割、采样速度 |
167000次/每个正弦周期(等效) |
40 ~ 128次/每个正弦周期 |
信号分辨率 |
32-bit(等效) |
14-bit ~ 16-bit |
真实性 |
高 |
低 |
计量精确性 |
高 |
低 (依赖软件修正) |
电压波形影响 |
小 |
大 (依赖软件修正) |
环境变化影响 |
小 |
大 (依赖软件修正) |
EMC/EMI |
好 |
差 |
3、硬件原理的谐波计量与软件计量优势对比
A/D电表不能有效处理强干扰工况下,干扰噪音与电能信号之间的相关函数关系,因而造成计量不确定性;TDM电表可以完全处理干扰噪声,从而保证计量的准确性。
通过电铁牵引站的对照运行试验:A/D电能表不能对倒送污染的电量予以识别;而TDM电表可以将此电量扣除。
使用场合描述 |
电网电压波形 |
负荷电流波形 |
负荷功率稳定度 |
硬件TDM时分割乘法器电表的测量计算结果 |
A/D软件电表运算结果 |
校验台或理想工况 |
正弦 |
正弦 |
稳定 |
准确 |
准确 |
开关电源类工况 |
正弦 |
正弦+高次谐波 |
稳定 |
准确 |
不确定 |
变频调整类工况 |
正弦 |
随机改变的正弦+高次谐波 |
不稳定 |
准确 |
不确定 |
冲击类工况,存在逆向潮流,但电网容量足够大 |
正弦 |
非稳定正弦含高次谐波,反向潮流抵消正向电流信号值 |
不稳定 |
准确 |
不确定 |
冲击类工况同上, 电网容量不够大 |
正弦含有畸变 |
同上 |
不稳定 |
准确 |
不确定 |
5、由于非线性及谐波计量电能表需要具有很强的EMC/EMI性能和可靠性,将高精度TDM复杂电路进行集成电路集成是必经之路。3L表计倾注三十年,发展了拥有完全自主知识产权的三代电能计测专用集成电路ASIC。
3L-1101芯片(硬件电能表专用超大规模集成电路)
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对谐波电能、冲击及非稳定电能的全波计量准确
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单一芯片内置“50ppm TDM+50ppm V/F”的ASIC专用集成电路
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可批量制造0.05S、0.1S级安装式硬件电能表和0.01级标准电能表
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实时硬件测量,电能计量结果真实可信
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军用标准的高可靠性和稳定性
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以全球高科技技术的LinBiCMOS半导体工艺制成生产
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100%自主知识产权,是中国电表工业位于世界前列的标志性技术