ZHCUC77 August   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
    2. 1.2 终端设备
    3. 1.3 电表
    4. 1.4 电能质量监测仪,电能质量分析仪
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
      2. 2.2.2 独立 ADC 的模拟输入
      3. 2.2.3 电压测量模拟前端
      4. 2.2.4 用于电流测量的模拟前端
    3. 2.3 主要米6体育平台手机版_好二三四
      1. 2.3.1 AMC131M03
      2. 2.3.2 ADS131M02
      3. 2.3.3 MSPM0G1106
      4. 2.3.4 TMAG5273
      5. 2.3.5 ISO6731
      6. 2.3.6 TRS3232E
      7. 2.3.7 TPS709
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1  软件要求
      2. 3.1.2  用于 PC GUI 通信的 UART
      3. 3.1.3  直接存储器存取 (DMA)
      4. 3.1.4  ADC 设置
      5. 3.1.5  前台进程
      6. 3.1.6  公式
        1. 3.1.6.1 标准计量参数
        2. 3.1.6.2 电能质量公式
      7. 3.1.7  后台进程
      8. 3.1.8  软件函数 per_sample_dsp()
      9. 3.1.9  电压和电流信号
      10. 3.1.10 纯波形样本
      11. 3.1.11 频率测量和周期跟踪
      12. 3.1.12 LED 脉冲生成
      13. 3.1.13 相位补偿
    2. 3.2 测试设置
      1. 3.2.1 电源选项和跳线设置
      2. 3.2.2 电表计量精度测试
      3. 3.2.3 查看计量读数和校准
        1. 3.2.3.1 从 PC 校准和查看结果
      4. 3.2.4 MSPM0+ MCU 的校准和闪存设置
      5. 3.2.5 增益校准
      6. 3.2.6 电压和电流增益校准
      7. 3.2.7 有源功率增益校准
      8. 3.2.8 偏移校准
      9. 3.2.9 相位校准
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 能量计量精度结果
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 PCB 布局建议
      4. 4.1.4 布局图
      5. 4.1.5 Altium 工程
      6. 4.1.6 Gerber 文件
      7. 4.1.7 装配图
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5关于作者

方框图

TIDA-010944 方框图有两种配置:单相(A 相和中性线,1P2W,Y 型)或分相(A 相至 B 相,2P2W,Δ 型)配置。

分相配置中,测量 A 相和 B 相之间的电压,相位相隔 180 度。

TIDA-010944 分相电能测量配置图 2-1 分相电能测量配置

单相配置中,直接测量 A 相(或线路)相电压以及 A 相和中性线上的两个电流。非隔离式 ADS131M02 独立 ADC 用于测量 A 相的电流和电压,而 AMC131M03 仅测量通过中性线的电流。

在 2 个相位中的每个相位上使用单独的分流传感器进行电流测量,而使用简单的分压器对 A 相与中性相或 A 相和 B 相之间的相应电压进行分压。分流器的选择基于电能测量所需的电流范围,常用值在 150μΩ 至 200μΩ 范围内,假设必须测量每相最大电流 60A-120A。

TIDA-010944 具有中性线的单相电能测量图 2-2 具有中性线的单相电能测量

在此设计中,一个 AMC131M03 和一个 ADS131M02 器件通过以下方式与 MSPM0+ MCU 交互:

  1. 一个外部 16.384MHz XTAL 为 MSPM0G1106 HFXIN 和 HFXOUT 引脚供电,并且通过一个 2 分频的内部分压器来创建 M0_CLKOUT 信号,在两个 ADC 之间共享。
  2. AMC131M03 和 ADS131M02 器件将 CLKIN 输入进行 2 分频,并使该分频时钟用作 Δ-Σ 调制时钟。
  3. SPI_SCLK(SPU 总线时钟)信号(来自作为 SPI 控制器的 MCU 的输出)被馈送到这两个 ADC 以获得同步 SPI 数据传输。
  4. 两个 ADC 共享 SPI_SCLK、PICO 和 POCI 线路,确保所有 ADC 在共享的 SPI 总线上同步运行。
  5. 使用了两条单独的 CS 线路,这些线路由 MSPM0+ MCU 的 SPI 外设自动控制。
  6. 当新的 ADC 样本就绪时,每个 AMC131M03ADS131M02 器件会将 DRDY1DRDY2 输出引脚置为有效,从而提醒 MCU 有新的数据样本可用
  7. 此外,MCU 还通过 J4 上的隔离式 RS232 端口或非隔离式 UART 连接与 PC GUI 进行通信。
  8. 来自 MCU 的 ACT 和 REACT 输出信号表示用于精确测量和校准的有功和无功电能脉冲。这两个信号都是根据参考表校准电表所需的强制信号。