JAJU896 June   2023 ADS131M08 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 最終製品
    2. 1.2 電気メータ
    3. 1.3 電力品質メータ、電力品質アナライザ
    4. 1.4 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 TPS3840 を使用する外部電源電圧スーパーバイザ (SVS)
      2. 2.2.2 TMAG5273 リニア 3D ホール効果センサによる磁気改ざん検出
      3. 2.2.3 アナログ入力
        1. 2.2.3.1 電圧測定のアナログ・フロント・エンド
        2. 2.2.3.2 電流測定のアナログ・フロント・エンド
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  ADS131M08
      2. 2.3.2  MSPM0G3507
      3. 2.3.3  セグメント LCD ディスプレイ駆動用の MSP430FR4131
      4. 2.3.4  TPS3840
      5. 2.3.5  THVD1400
      6. 2.3.6  ISO6731
      7. 2.3.7  ISO6720
      8. 2.3.8  TRS3232E
      9. 2.3.9  TPS709
      10. 2.3.10 TMAG5273
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1  計測テスト用のソフトウェアを実装する方法
    2. 3.2  クロック供給システム
    3. 3.3  GUI 通信用の UART のセットアップ
    4. 3.4  リアルタイム・クロック (RTC)
    5. 3.5  MSP430FR4131 の LCD コントローラ
    6. 3.6  ダイレクト・メモリ・アクセス (DMA)
    7. 3.7  ADC のセットアップ
    8. 3.8  フォアグラウンド・プロセス
      1. 3.8.1 数式
    9. 3.9  バックグラウンド・プロセス
    10. 3.10 ソフトウェア関数 per_sample_dsp()
      1. 3.10.1 電圧と電流の信号
      2. 3.10.2 周波数測定とサイクル・トラッキング
    11. 3.11 LED パルスの生成
    12. 3.12 位相補償
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 必要なハードウェアとソフトウェア
      1. 4.1.1 ハードウェア
      2. 4.1.2 注意および警告
    2. 4.2 テスト構成
      1. 4.2.1  TIDA-010243 を計量テスト機器に接続する
      2. 4.2.2  電源オプションとジャンパ設定
      3. 4.2.3  電気メータの計測精度のテスト
      4. 4.2.4  計測読み取り値の表示とキャリブレーション
        1. 4.2.4.1 LCD から結果を表示する
        2. 4.2.4.2 PC からのキャリブレーションと結果の表示
      5. 4.2.5  MSPM0+ MCU のキャリブレーションとフラッシュの設定
      6. 4.2.6  ゲインのキャリブレーション
      7. 4.2.7  電圧および電流ゲインのキャリブレーション
      8. 4.2.8  有効電力ゲインのキャリブレーション
      9. 4.2.9  オフセット・キャリブレーション
      10. 4.2.10 位相キャリブレーション
      11. 4.2.11 ソフトウェア・コードの例
    3. 4.3 テスト結果
      1. 4.3.1 SVS 機能テスト
      2. 4.3.2 電気メータの計測精度の結果
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 設計ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      4. 5.1.4 レイアウトのプリント
      5. 5.1.5 ガーバー・ファイル
    2. 5.2 ツールとソフトウェア
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート・リソース
    5. 5.5 商標
  12. 6著者について

2.2.3.2 電流測定のアナログ・フロント・エンド

電流入力のアナログ・フロント・エンドは、電圧入力のアナログ・フロント・エンドとは異なります。電流チャネルに使用されるアナログ・フロント・エンドを、図 2-4 に示します。この図では、位相 A について、CT からの正と負のリードが、ヘッダー J4 のピン 1 とピン 3 に接続されています。位相 B と位相 C についても、同様の回路が CT に使用されます。

GUID-20230605-SS0I-BQMP-0VRZ-ZWF3MD2VVMHB-low.svg図 2-4 電流入力のアナログ・フロント・エンド

電流のアナログ・フロント・エンドは、電磁干渉フィルタ・ビーズ (R35 と R39)、電流トランス用の負荷抵抗 (R37 と R38) 、アンチエイリアス・フィルタとして機能する RC ローパス・フィルタ (R36、R40、C13、C15、C14) のフットプリントで構成されます。

図 2-4 に示すように、抵抗 R37 と R38 は負荷抵抗で、直列に接続されています。THD 性能を高くするため、1 つの負荷抵抗ではなく 2 つの同一の負荷抵抗を直列にし、共通のポイントで GND に接続しています。この分割負荷抵抗の構成により、ADC の正端子と負端子に供給される波形は互いに 180 度の位相差があることが保証され、この ADC で最良の THD が得られます。合計負荷抵抗は、使用する電流範囲と CT の巻線比仕様に基づいて選択します (この設計では、巻線比が 2000 の CT を使用します)。この設計の負荷抵抗の合計値は 12.98Ω です。

与えられた最大電流、CT 巻線比、負荷抵抗値について、電流 ADC チャネルに供給される差動電圧の範囲を計算する方法を、式 2 に示します。

式 2. VADC_Swing,Current=±2(R37+R38)IRMS,maxCTTURNS_RATIO

この設計は最大電流が 100A、CT の巻線比が 2000、負荷抵抗が 12.98Ω なので、メータの最大電流定格 (100A) が適用されたとき、電流 ADC への入力信号の電圧スイングは最大 ±918mV (649mVRMS) です。この ±918mV の最大入力電圧は、電流チャネルについて選択された PGA ゲインの 1 について、デバイスの ±1.2V の入力範囲に十分に収まっています。