TIDA-010243 のブロック図、3 相 + 中間の構成 は、ADS131M08 ベースの 3 相エネルギー測定アプリケーションで使用される、高レベル・インターフェイスのブロック図を示しています。位相ごとに、ラインから中性線への電圧、各ラインの電流 (3 相)、および N (中性) ワイヤを流れる電流が直接測定されます。

TIDA-010243 のブロック図では、電流トランス (CT) を各電流チャネルに接続し、シンプルな分圧器を使用して各チャネルの対応する電圧を分圧しています。各 CT には関連する負荷抵抗があり、測定デバイスを保護するため常に接続しておく必要があります。CT と負荷抵抗は、メーカーと、エネルギー測定に必要な電流範囲に基づいて選択されます。

電圧チャネル用の分圧抵抗の選択により、商用電源電圧が ADS131M08 デバイスの通常の入力範囲に準拠するように分圧されます。ADS131M08 ADC はダイナミック・レンジが広く、電圧の測定にそれほど広いダイナミック・レンジは必要ないため、電圧チャネル ADC の入力で見られる最大電圧がフルスケール電圧のごく一部になるよう、電圧フロントエンド回路が意図的に選択されています。

図 2-1 TIDA-010243 のブロック図、3 相 + 中間の構成

ADS131M08 の 3 つの電圧 ADC チャネルに供給される電圧を下げることで、電圧 ADC 精度よりも計測精度に実際の影響を及ぼす、電圧から電流へのクロストークが低減され、低電流でより正確なエネルギー測定が可能になります。

ADS131M08 デバイスは、次の方法で MSPM0+ MCU と通信します。

1. ADS131M08 デバイスが使用する CLKIN クロックは、MSPM0G3507 MCU の M0_CLKOUT クロック信号出力から供給されます。
2. ADS131M08 デバイスは、CLKIN ピンに供給されるクロックを 2 分周し、この分周されたクロックをデルタ・シグマ変調クロックとして使用します。
3. 新しい ADC サンプルの準備ができた時点で、ADS131M08 デバイスは DRDY ピンをアサートし、新しいサンプルが使用可能であることを MSPM0+ MCU に通知します。
4. 新しいサンプルの通知を受信した後で、MSPM0+ MCU は SPI の 1 つと、DMA モジュール内の 2 つの DMA チャネルを使用して、ADS131M08 デバイスから電圧と電流のサンプルを取得します。

オプションの TPS3840 デバイスは、MSPM0+ MCU の外部 SVS として使用されます。MSPM0+ MCU にはパワー・オン・リセット (POR) と POR、およびブラウンアウト・リセット (BOR) 電源モニタが内蔵されており、4 つのスレッショルド電圧を設定できますが、外部の TPS3840 スタンドアロン SVS により冗長化を行い、電源の障害に対処できます。

図 2-1 で他に重要な信号は、高精度の測定とキャリブレーションに使用される、有効および無効エネルギー・パルスです。ISO6720 デバイスには絶縁型接続があり、これらのパルスを非絶縁型機器に接続できます。また、この設計は、TPS70933、ISO6731B、TRS3232E デバイスを使用する絶縁型 RS-232 通信もサポートしています。このハードウェアは、プッシュ・スイッチを使用して、ISO6731 デバイスと THVD1400 デバイスを使用する RS-485 インターフェイス、または TRS3232E を使用する RS-232 インターフェイスのいずれかを選択します。

この設計に電力を供給するには、TP6 に 3.3V、TP1 に GND を直接印加するか、3.3V と GND をアプリケーション・ボードのコネクタ J13 に接続します。それぞれのオプションの基板に電力を供給するための適切なジャンパ接続の詳細については、「ヘッダー名とジャンパ設定」を参照してください。