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。
在分相配置中,测量 A 相和 B 相之间的电压,相位相隔 180 度。
在单相配置中,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。
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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 当新的 ADC 样本就绪时,每个 AMC131M03 和 ADS131M02 器件会将 DRDY1 和 DRDY2 输出引脚置为有效,从而提醒 MCU 有新的数据样本可用
- 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。
- 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。