아나로그디바이스가 총 3종으로 구성된 24비트 데이터 수집 시스템 온칩(SoC) ‘AD777x’ 시리즈를 출시했다. 이번 SoC 시리즈는 스마트 그리드 시스템의 전력 전송 및 분배 관리에 활용되는 보호·모니터링·전력 품질 측정 장비의 성능을 향상시키도록 설계됐다.
이중 AD7770 모델은 고성능의 소형 폼 팩터(form factor) 보호 릴레이를 지원하며, AD7771 모델은 전력 그리드의 전기 결함을 조기 감지할 수 있는 전력 품질측정 장비를 지원한다. 또 AD7779 모델을 사용하면 회로 차단 장비의 작동 시작 시간이 빨라진다.
특히 아나로그디바이스에 따르면 AD777x 시리즈의 세 모델 모두 업계 최고 수준의 동작 범위와 데이터 전송속도를 제공하며, 3상 전력 애플리케이션 내 전류·전압 센서로부터 발생하는 출력을 측정하는 8개의 동시 샘플링 채널이 특징이다. 각각의 SoC 채널은 8kSPS에서 112㏈의 동작 범위를 달성, 한 ADC 채널 상의 보호·측정 기능을 통합 제공할 수 있다.
또한 AD777x 시리즈에는 통합된 샘플레이트 컨버터도 포함돼 있어 ‘IEC61000-4-30 클래스 A’ 표준을 준수하는 전력품질장비 설계 시 나타나는 문제들을 간소화할 수 있다. 다양한 센서 출력의 측정을 위한 프로그래머블 이득 증폭기(PGA)도 통합돼 있어 시스템 설계자는 변류기와 변압기, 저항열 등 정확도 요건과 입력 센서 유형이 다른 애플리케이션에 대해 동일한 플랫폼을 사용할 수 있다.
게다가 AD777x 시리즈를 이용하면 신호 조정 증폭기와 PLLs(phase-locked loops) 같은 외부 부품이 필요치 않아 전체 시스템 비용이 줄어드는 효과까지 누릴 수 있다.
AD777x 시리즈 전 제품에는 샘플 레이트 컨버터가 통합되어 샘플링 레이트를 미세 조정하고 50Hz(-15%)~60Hz(+15%) 범위에서 선 주파수의 가간섭성(coherency)의 변화 정도를 0.01Hz 수준으로 일관되게 유지한다. 이는 IEC61000-4-30 클래스 A의 전력 품질 표준 요건이기도 하다.
새로 출시된 AD777x 시리즈에는 온칩 진단 기능도 다수 통합돼 있어 말단 장비를 안전 무결성 기준(SIL) 인증을 준수하도록 설계하기가 수월하다. 추가적인 저해상도 SAR ADC 채널은 별도의 전력원으로 작동하며, 시스템 및 칩 진단에 데이터를 제공해 데이터 무결성의 신뢰도와 전체적인 시스템 타당도를 향상시킨다.
덧붙여 AD7771의 높은 동적 범위와 높은 샘플레이트는 FFT 잡음 플로어를 줄여준다. 이로 인해 비정상적인 주파수 스퍼(spur) 감지 성능이 향상돼 전기적 결함이 진행되고 있다는 신호를 확인할 수 있으며, 전력 품질 측정 장비를 사용해서 초기 경고의 감지 및 예방 차원의 점검이 가능하다. /파퓰러사이언스 기획취재팀 장순관 기자 bob0724@naver.com
