如何設(shè)計(jì)基于IEEE 1451.2的智能傳感器獨(dú)立接口？

UCC3918芯片的基本工作原理是：當(dāng)輸出電流低于最大允許電流值IMAX時(shí)，UCC3918工作在低阻抗導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)輸出電流大于最大允許電流或者故障電流門限值時(shí)，保持電路導(dǎo)通;同時(shí)，故障計(jì)時(shí)器向電容CT充電，一旦電容CT電壓達(dá)到預(yù)設(shè)門限值，將關(guān)斷電流輸出30倍充電時(shí)間。輸出電流降到最大允許電流值以下時(shí)，UCC3918從開關(guān)狀態(tài)回到低電阻導(dǎo)通狀態(tài)。UCC3918還提供了快速過(guò)流保護(hù)，當(dāng)電流急速越過(guò)故障電流門限值時(shí)，快速過(guò)流保護(hù)會(huì)關(guān)斷電流輸出。在電路短路等極端條件下，此功能為器件提供有效保護(hù)。

UCC3918的應(yīng)用設(shè)計(jì)方案如圖3所示，通過(guò)合理地選擇2個(gè)電阻和2個(gè)電容的值，就可以達(dá)到有效抑制瞬時(shí)電流的目的。

為了驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)的有效性，對(duì)TII接口做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果如表2所列。一組實(shí)驗(yàn)條件是沒(méi)有熱插拔控制電路，另一組實(shí)驗(yàn)條件是使用了 UCC3918熱插拔控制器。作為負(fù)載的智能傳感器接口模塊的正常工作電流是650 mA。具備熱插拔功能的TII接口，其最大瞬時(shí)電流為2.0 A，約為正常工作電流的3倍。如果不設(shè)計(jì)熱插拔控制電路，瞬時(shí)電流將近是正常電流的5倍。這可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電源瞬時(shí)電壓跌落或損壞器件。

上面是啟動(dòng)熱插拔控制電路的電流波形，下面是未啟動(dòng)熱插拔控制電路的電流波形。

結(jié)語(yǔ)

本文介紹了基于IEEE 1451.2協(xié)議的智能傳感器獨(dú)立接口部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了熱插拔控制功能的有效性，所設(shè)計(jì)的接口已經(jīng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中。