3.2 设计电压和电流检测电路

在这个视频中 在该培训模块的

“TIDA-010037硬件设计”部分 我们讨论在[听不清]设计中

用到的电路 以传输电源电压与电流

到一个可以被ADS131M04

感知的电压范围

然后 主电路的额定电压

从100到240伏

需要一步步调节 才能被ADC感知到

在这里 我们看到了用于该电压调节的 模拟前端

由于ADS131M04可以接受负电压

所以不需要电平转换器

在这个电路中 J28是是施加电压的地方

这要么是双电压配置中性连接的

那条线

或者是单电压配置的

线间电压

在电压的模拟前端

有一个尖峰保护 [听不清]

电磁干涉滤珠足迹R87

电阻器足迹R103和R104

一个分压网络 R105 R106 R107和R108

以及RC低通滤波器 R109 R110 C103 C104和C105

PGA增益为1的情况下

建议加到ADS131M04上的电压

介于+/-1.2伏特

但是 低得多的峰值电压

应用此装置

以将电压电流串扰最小化

在较低的电流下 电压电流串扰

影响有功电能精度

超过电压精度 如果未执行

功率偏移校准的话

为了将较低电流下的精度最大化

在这个设计中 整个AC范围不用于

电压通道

由于ADS131M04装置的ADC为高精度

在这个设计中 为电压通道使用降低的AC范围

仍然为测量电压

提供更高精度

这里显示的V ADC公式

展示了如何计算

某个既定的电源电压和选定的分压电阻值的

ADC通道的差分电压

对于120伏的电源电压

正如这条线和中性线间的测量值所示

电压ADC的输入信号

在双电压配置时的

电压摆幅为+/-128毫伏

对于单电压配置

电源电压为120伏 如这条线和中性线之间测量值所示

240伏特将输入

该图中的前端电路

由于测量的是线间电压

而不是线到中性电压

240伏输入到前端电路产生

+/-257毫伏的电压摆幅

顶部的图片 显示用于CT电流通道的

模拟前端

其中CT的正负引线连接到

接头J26的引脚1和3

电流模拟前端包括电磁干扰滤波器磁珠

R89和R90的足迹，

电流互感器的燃烧电阻

R91和R92 以及RC低通滤波器 R94 R95 C97 C98

和C99 它们的功能作为抗锯齿过滤器

还有足迹U21和U22

如果需要 可以用TVS0500代替

以提供额外的浪涌保护

如电路所示 电阻器R91和R92

是燃烧电阻器 它们彼此串联

为了获得最佳安全性能

不使用一个刻录电阻 而是使用两个相同的

串联刻录电阻

公共点接地

这种分离式刻录电阻配置

可确保扩展到ADC

正负端的波形彼此

相差180度 这将为该ADC

提供最佳TAC结果

V ADC CT公式显示了在给定的最大电流

CT匝数比和烧毁电阻值的情况下

如何计算馈送到电流

ADC通道的差分电压范围

基于R91和R92的值等于6.49

总燃烧电阻值为12.98欧姆

基于100安培的最大电流

CT匝数比为2000

本设计的总燃烧电阻为12.98欧姆

当前ADC的输入信号

具有最大正负917.7毫伏的

电压摆幅，此时采用100安培的

最大电流计。

当使用CT电流传感器时

当前通道使用的选定PGA增益为1时

此正负918毫伏最大输入电压完全

在器件的正负1.2伏输入范围内

以下是设计的一些布局

和原理图指南

一些通用的布局建议

包括使用接地层而不是接地线

将耦合电容放置在更靠近相关引脚的位置

最大限度地减少接地层中的切口

并确保接地层之间有良好的

缝合

ADS131M04的一个特定建议

以及通常具有差分输入对的器件

是保持ADC通道的两条走线

对称且彼此靠近。

例如，您可以在此处看到ADC通道AIN1N

和AIN1P引脚的走线

注意这些迹线在路由方面是如何彼此对称的

并且彼此接近

另一个建议是首先将当前通道彼此相邻

然后将电压通道

彼此相邻

这样做是为了最小化

来自电压电流电路的串扰

如果不执行功率偏移校准 则可以在较低电流下

降低有源能量精度

例如，对于使用四个通道的

两相应用，将AC通道0和1

分配为电流通道，将通道2和3

分配给电压通道 或将ADC通道

0和1分配给电压通道

和通道2和3到当前频道

另外，ADS131M04引脚排列要记住的一点是

当从一个转换器转换到另一个转换器时

ADS131M04上的AINxP和AINxN引脚的顺序会切换

例如 注意引脚3是AIN0P 引脚4是AIN0N

但引脚5是AIN1N 引脚6是AIN1P

在此设计中通过交换连接

到电压和当前端子的导线的连接

顺序来处理交换顺序

举个例子 在PCB上

J26接头左侧为负极

右侧为正极 但另一个电流端子J25

左侧为正极 右侧为负极

负文本和正文本用于指示

电流传感器的

负端子和正端子的

连接位置

因此 这表明当前传感器的

连接顺序从一个通道交换到

下一个通道

在这个视频中 在该培训模块的

“TIDA-010037硬件设计”部分 我们讨论在[听不清]设计中

用到的电路 以传输电源电压与电流

到一个可以被ADS131M04

感知的电压范围

然后 主电路的额定电压

从100到240伏

需要一步步调节 才能被ADC感知到

在这里 我们看到了用于该电压调节的 模拟前端

由于ADS131M04可以接受负电压

所以不需要电平转换器

在这个电路中 J28是是施加电压的地方

这要么是双电压配置中性连接的

那条线

或者是单电压配置的

线间电压

在电压的模拟前端

有一个尖峰保护 [听不清]

电磁干涉滤珠足迹R87

电阻器足迹R103和R104

一个分压网络 R105 R106 R107和R108

以及RC低通滤波器 R109 R110 C103 C104和C105

PGA增益为1的情况下

建议加到ADS131M04上的电压

介于+/-1.2伏特

但是 低得多的峰值电压

应用此装置

以将电压电流串扰最小化

在较低的电流下 电压电流串扰

影响有功电能精度

超过电压精度 如果未执行

功率偏移校准的话

为了将较低电流下的精度最大化

在这个设计中 整个AC范围不用于

电压通道

由于ADS131M04装置的ADC为高精度

在这个设计中 为电压通道使用降低的AC范围

仍然为测量电压

提供更高精度

这里显示的V ADC公式

展示了如何计算

某个既定的电源电压和选定的分压电阻值的

ADC通道的差分电压

对于120伏的电源电压

正如这条线和中性线间的测量值所示

电压ADC的输入信号

在双电压配置时的

电压摆幅为+/-128毫伏

对于单电压配置

电源电压为120伏 如这条线和中性线之间测量值所示

240伏特将输入

该图中的前端电路

由于测量的是线间电压

而不是线到中性电压

240伏输入到前端电路产生

+/-257毫伏的电压摆幅

顶部的图片 显示用于CT电流通道的

模拟前端

其中CT的正负引线连接到

接头J26的引脚1和3

电流模拟前端包括电磁干扰滤波器磁珠

R89和R90的足迹，

电流互感器的燃烧电阻

R91和R92 以及RC低通滤波器 R94 R95 C97 C98

和C99 它们的功能作为抗锯齿过滤器

还有足迹U21和U22

如果需要 可以用TVS0500代替

以提供额外的浪涌保护

如电路所示 电阻器R91和R92

是燃烧电阻器 它们彼此串联

为了获得最佳安全性能

不使用一个刻录电阻 而是使用两个相同的

串联刻录电阻

公共点接地

这种分离式刻录电阻配置

可确保扩展到ADC

正负端的波形彼此

相差180度 这将为该ADC

提供最佳TAC结果

V ADC CT公式显示了在给定的最大电流

CT匝数比和烧毁电阻值的情况下

如何计算馈送到电流

ADC通道的差分电压范围

基于R91和R92的值等于6.49

总燃烧电阻值为12.98欧姆

基于100安培的最大电流

CT匝数比为2000

本设计的总燃烧电阻为12.98欧姆

当前ADC的输入信号

具有最大正负917.7毫伏的

电压摆幅，此时采用100安培的

最大电流计。

当使用CT电流传感器时

当前通道使用的选定PGA增益为1时

此正负918毫伏最大输入电压完全

在器件的正负1.2伏输入范围内

以下是设计的一些布局

和原理图指南

一些通用的布局建议

包括使用接地层而不是接地线

将耦合电容放置在更靠近相关引脚的位置

最大限度地减少接地层中的切口

并确保接地层之间有良好的

缝合

ADS131M04的一个特定建议

以及通常具有差分输入对的器件

是保持ADC通道的两条走线

对称且彼此靠近。

例如，您可以在此处看到ADC通道AIN1N

和AIN1P引脚的走线

注意这些迹线在路由方面是如何彼此对称的

并且彼此接近

另一个建议是首先将当前通道彼此相邻

然后将电压通道

彼此相邻

这样做是为了最小化

来自电压电流电路的串扰

如果不执行功率偏移校准 则可以在较低电流下

降低有源能量精度

例如，对于使用四个通道的

两相应用，将AC通道0和1

分配为电流通道，将通道2和3

分配给电压通道 或将ADC通道

0和1分配给电压通道

和通道2和3到当前频道

另外，ADS131M04引脚排列要记住的一点是

当从一个转换器转换到另一个转换器时

ADS131M04上的AINxP和AINxN引脚的顺序会切换

例如 注意引脚3是AIN0P 引脚4是AIN0N

但引脚5是AIN1N 引脚6是AIN1P

在此设计中通过交换连接

到电压和当前端子的导线的连接

顺序来处理交换顺序

举个例子 在PCB上

J26接头左侧为负极

右侧为正极 但另一个电流端子J25

左侧为正极 右侧为负极

负文本和正文本用于指示

电流传感器的

负端子和正端子的

连接位置

因此 这表明当前传感器的

连接顺序从一个通道交换到

下一个通道