JAJU951 October   2024

 

  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
      1. 1.1.1 電気メーター
    2. 1.2 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 主な使用製品
      1. 2.2.1 ADS131M03
      2. 2.2.2 MSPM0L2228
      3. 2.2.3 THVD1400
      4. 2.2.4 ΣISO6731
      5. 2.2.5 DRV5032
    3. 2.3 設計上の考慮事項
      1. 2.3.1 ハードウェア実装の設計
        1. 2.3.1.1 アナログ入力
          1. 2.3.1.1.1 電圧測定のアナログ フロント エンド
          2. 2.3.1.1.2 電流測定のアナログ フロント エンド
      2. 2.3.2 エネルギー計測ソフトウェア
        1. 2.3.2.1 ソフトウェア アーキテクチャ
        2. 2.3.2.2 構成
          1. 2.3.2.2.1 クロック供給方式
          2. 2.3.2.2.2 SPI
          3. 2.3.2.2.3 GUI 通信用の UART のセットアップ
          4. 2.3.2.2.4 リアルタイム クロック
          5. 2.3.2.2.5 LCD コントローラ
          6. 2.3.2.2.6 ダイレクト メモリ アクセス
    4. 2.4 ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
      1. 2.4.1 必要なハードウェアとソフトウェア
        1. 2.4.1.1 注意および警告
        2. 2.4.1.2 ハードウェア
          1. 2.4.1.2.1 テスト構成への接続
          2. 2.4.1.2.2 電源オプションとジャンパ設定
        3. 2.4.1.3 較正
      2. 2.4.2 テストと結果
        1. 2.4.2.1 テスト構成
          1. 2.4.2.1.1 計測読み取り値の表示とキャリブレーション
            1. 2.4.2.1.1.1 LCD から結果を表示する
            2. 2.4.2.1.1.2 PC の GUI から結果を表示する
        2. 2.4.2.2 電気メータの計測精度のテスト
        3. 2.4.2.3 電気メータの計測精度の結果
  9. 3デザイン ファイル
    1. 3.1 回路図
    2. 3.2 部品表 (BOM)
    3. 3.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      1. 3.3.1 レイアウト プリント
    4. 3.4 Altium プロジェクト
    5. 3.5 ガーバー ファイル
    6. 3.6 アセンブリの図面
  10. 4関連資料
    1. 4.1 商標
  11. 5著者について
2.3.1.1.1 電圧測定のアナログ フロント エンド

商用電源からの公称電圧は 100V～240V なので、ADC で検出するには電圧をスケールダウンする必要があります。図 2-4 に、ライン電圧と中性電圧が印加される J2 の後に、この電圧スケーリングのために使用されるアナログ フロント エンドを示します。

式 1. VADC_Swing,Voltage=±VRMS×2R32R21+R22+R23+R28+ R29+R30+R32
TIDA-010940 電圧入力用のアナログ フロント エンド図 2-4 電圧入力用のアナログ フロント エンド

電圧のアナログ フロント エンドは、スパイク保護用のバリスタ (R3)、保護抵抗 (R24)、電磁干渉フィルタ ビーズ用のフットプリント (抵抗 R6 および R7)、分圧器ネットワーク (R21、R22、R23、R28、R29、R30、R32)、RC ローパス フィルタ (R33、C29、C54、C53) で構成されています。

電流が小さい場合、電圧から電流へのクロストークは、電圧精度よりも有効エネルギーの精度にはるかに大きな影響を及ぼします。ADS131M03 デバイスの ADC は高精度なので、この設計では電圧チャネルに使用する ADC 範囲を狭くしても、電圧を測定するのに十分な精度を実現できます。

式 1 に、特定の商用電源電圧と 、選択した分圧抵抗の値について、電圧 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示します。この式に基づき、230V の商用電源電圧を使用する場合、電圧 ADC への入力信号の電圧スイングは ±164mV (116mVRMS) です。±164mV の電圧範囲は十分に ±1.2V の入力電圧範囲内であり、ADS131M03 デバイスにより電圧チャネルに選択された PGA ゲイン値 1 で検出可能です。