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最小の電力で最多の機能を提供する、高精度、多相、多機能電力測定IC


最小の電力で動作する、超高集積、多相多機能計測用AFE
最小の電力で動作する、超高集積、多相多機能計測用AFE

編集者の方へ:
  • MAXQ3180は、多機能な多相計器用の電力測定ICです。
  • このデバイスは、高精度アナログおよび革新的な信号処理技術を備えており、単一製品としては、現在市場で最も高度な測定機能を提供します。
  • MAXQ3180の多くの特長は、最新の業界需要を先取りするもので、このデバイスは高い設計柔軟性を提供し、設計時間を節約し、市場投入までの時間を短縮します。

カリフォルニア州サニーベール—2008年4月14日—マキシム・インテグレーテッド・プロダクツ(Pink OTC Markets:MXIM)は、使用電力量の測定に最適な、高精度、低消費電力多相ICのMAXQ3180を発表しました。MAXQ3180は、8チャネルのアナログ-ディジタルコンバータ(ADC)、および広い範囲の多相多機能電力測定パラメータを計算するための専用の高性能MAXQ®マイクロプロセッサを内蔵しています。入力チャネルのうち6チャネルは、3相の電圧および3相の電流専用となっています。1チャネルは、ニュートラルラインの電流監視専用で、8番目のチャネルはオンチップの温度監視用です。この高い集積度によって、MAXQ3180は電力グリッドおよび負荷状態の監視を容易にします。

MAXQ3180はニュートラルラインの電流フローを監視し、電圧シーケンスのエラーを検出し、相電圧がない場合に電流を測定します。このデバイスは、電力測定に関するすべての国際的な規格(IEC 62053-21、IEC 62053-22、IEC 62053-23)の要求を超えています。このデバイスは柔軟な動作を提供するために、非常に多くの動作パラメータの中からいかなる出力にも設定することができる2つの設定可能なパルス出力(通常はアクティブおよびリアクティブエネルギー用)を提供します。MAXQ3180は、標準的なSPI™プロトコルを介してホストマイクロコントローラとインタフェースします。

電力測定における難点:高精度およびコスト対応

電力測定の業界要求は急速に進化し、計器の設計会社および電力測定機器の提供者にとって一層厳しくなっています。通常、電気事業社およびエネルギー消費者は、非常に広いダイナミックレンジで高精度の計測を求めています。測定される電力量は常に膨大で、監視精度が乏しいことによるわずかなKWHの誤差の積み重ねが、電力会社または消費者にとっては莫大な金額となります。

電力測定が電力会社およびデバイスの設計者に与える厳しさは、以下の数字に表れています。以下4つの仕様に注意が必要です。

    1. 通常のクラス1は1000:1の測定範囲を指定することがあります。(つまり、電力量は1000:1の範囲で変化する電流入力を正しく測定する必要があります。)

    2. 計測機器の最大誤差の仕様は、指定されたダイナミックレンジで測定されるパラメータの通常0.1%です。

    3. ADCのフルスケールが1Vと仮定すると、測定する必要のある最小の信号は1mVになります。よって1mVの0.1%の目標誤差では、測定する最小の信号が1µVとなり、1Vから1µVの分解能を得るには、20ビットのADCが必要となります。

ここで問題となるのは、従来の電力測定機器ではなぜ上記の測定仕様を達成するのが困難であったのかです。電力測定機器の設計者がこのような仕様や性能に対して期待するものは何なのでしょうか?その答えはADCから始まります。

20ビットまたはそれ以上の精度を持つADCは存在しますが、電力メータという大量市場でコスト競争力がありません。したがって、電力測定機器の提供者は、目標のエネルギー誤差を達成するために、十分なADCだけでなく最高の信号処理チェーンを持つ、より経済的でコスト競争力のあるソリューションを提供しなければなりません。MAXQ3180は8チャネルのADCおよび業界が必要とする1Vから1µVの分解能を得ることができるダイナミックな利得制御を内蔵しています。

    4. 通常、測定環境には雑音が多く、高電圧スパイクにさらされています。メータのEFT (Electric Fast Transient:電気的ファストトランジェント)の仕様は、最小で4kVです。

最後に述べた性能仕様も電力メータの設計者にとっては同様に困難なものです。回路基板は設置環境の悪用に耐える必要があり、同時に極めて小さいアナログ入力信号にも十分に反応しなければなりません。

電力測定における難点:進化する機能および市場投入までの時間

可能な限り低コストで、高精度のニーズを実現しなければならないのは、電力市場そのもののダイナミックな性質と言えます。新しい監視測定基準は頻繁に現れ、そしてそのたびに電力会社から要求されます。最近の事例では、電力の盗難検出、リアルタイムの電力品質監視、および消費パターンの報告(すなわち負荷プロファイル)などがあります。これらの新しい測定基準は、新しい測定機器の機能、強化された性能、および複雑な通信プロトコルが追加で必要になることが多いという意味になります。

必然的に、性能に対する厳しい期待感で新しいデバイスの機能を実現するには、新しい計測機器においては設計および導入に時間を要します。当然ながら、市場に投入するまでの時間も電力事業会社およびソリューションの提供者の両方にとって重要です。したがって、新しい電力メータの設計に、今後予想される業界の要求に対応することができるだけの十分な能力を備えることが絶対条件となります。また、計測機器は、設計時間を節約する最高のフレキシビリティを提供する必要もあります。

MAXQ3180は、今日の最も高度なエネルギー測定ICに必要な性能を備えており、電力会社によっては有料となることもある無効および力率の測定も提供します。この製品は重要なアンペアアワー測定に加え、ピーク電流および電圧の測定も提供します。このデバイスはピーク需要の計算に瞬時的な電力も検出します。複雑な通信プロトコルは標準的なSPIインタフェースを介してホストマイクロコントローラによって管理されます。

最小の電力で最多の測定機能を提供する新しい電力メータ

MAXQ3180は、単一デバイスとしては最も多くの測定機能を内蔵しており、今日の電力計測業界の厳しい性能仕様を満足し、同時に最小の電力で動作します。これらの計測機能の比較表は、http://japan.maxim-ic.com/MAXQ3180-Table1をご覧ください。

MAXQ3180は、28ピンTSSOPパッケージで提供され、-40℃~+85℃の温度範囲で動作します。設計時間を短縮し市場投入までの時間を短縮するために、3相電力メータのリファレンスデザインが提供されています。参考価格は$5.25 (1,000個以上、FOB USA)となっています。詳細情報はhttp://japan.maxim-ic.com/Metering-ICをご覧ください。

20億ドル企業のマキシム・インテグレーテッド・プロダクツは、アナログおよびミックスドシグナルアプリケーションに向けたICを設計製造しています。マキシムは設立以来25年間、アナログ半導体のメーカーとしては最大級となる5400以上の製品を設計してきました。

お問合せ先
〒169-0051 東京都新宿区西早稲田3-30-16
マキシム・ジャパン株式会社
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プレス問合せ先:
マキシム・ジャパン株式会社: 0120-231-690
詳細情報: MAXQ3180
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