2.2 TIDA-010037概述

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在本视频中，在培训系列的

TIDA-010037参考设计部分的 介绍中，

我们将提供

关于TIDA-010037设计的概述。

采用ADS131MO4器件的一种设计

是TIDA-010037， 即使用独立ADC的

高精度分相CT电能表基准设计。

本设计为分相三线制，

支持双电压模式

和单电压模式两种配置。

本设计采用CT电流传感器，

达到0.1级精度。

本设计计算的计量参数

包括有功、无功功率、 线路均方根电流、

均方根电压、功率因数、 和线路频率。

计量参数被发送到PC GUI

使用RS-232或RS-485连接，

具有5千伏RMS隔离。

此外，该设计还支持

使用外部无线电 或无线电模块通信。

从电路板到外部通信模块的 五伏电压轨

目前被设置为1.6安培，

因此模块中的任何短路--

无论是意外 或作为篡改攻击的一部分--

都不会影响计量。

该通信模块的电压轨上

还设有过压和欠压保护。

采用本设计的TPS25921L器件

进行限流欠压

和过压保护。

为了保护TPS25921L的输入

不受断开负载时可能发生的 瞬态电压的影响，

在TPS25921L的输入端

放置了一个TPS1800设备。

在这里我们看到 一个框图的设计时，

它是在双电压模式。

在这种模式下，测量了 系统对中性点

和两线对中性点电压的参考值。

因此，使用了四个ADC通道。

在本设计中，ADS131MO4用于

检测两组 [? 主 ?] 电压和电流。

当有新的电压和电流样本时，

ADS131MO4断定一个[听不清]引脚，

它会向MSP432发出警报。

然后MSP432会要求，

从ADS131M04的样品，

并使用这些样品 计算计量参数。

MSP432还将产生 8.192兆赫的时钟，

该时钟被馈送给ADS131M04，

并被M04用于生成 用于采样的时钟。

在本设计中，TPS3840设备

被用作MSP432的SVS。

虽然MSP432有一个内部SVS，

但是使用TPS4830 独立的SVS设备，

因为拥有一个独立于

微控制器的SVS

具有额外的安全性。

为了确定电表的启动 和无功误差，

电表输出脉冲。

为了安全连接到其他设备，

这些脉冲的一个独立版本 是必要的。

一个ISO 7720设备被用来

提供这些脉冲的隔离。

本设计采用ISO7731B、TRS3232E、 THVD1500、和TPS 709等器件，

还具有隔离RS232 和隔离RS-485。

可以选择隔离RS232

或隔离RS-485选项 与PC GUI通信。

此外，设计还支持

使用外部无线电 与无线电模块通信。

从电路板到模块提供的 5伏电压[听不清]

与1.6安培相关联，

因此模块的任何短路，

无论是意外的还是 作为篡改攻击的一部分，

都不会影响计量。

该通信模块的电压轨上

还设有过压和欠压保护。

采用所设计的TPS25921L器件

进行限流欠压和过压保护。

为了保护TPS25921的输入

不受断开负载时可能发生的

过电压的影响， 在TPS25921L的输入端

放置了一个TPS1800设备。

这种设计可以通过 直接在电路板的DPC头

提供3.3伏的电压来供电。

或者，板上所需的3.3伏特

可以通过使用板上的 TPS70933设备

间接地提供， 从施加到板上的5伏特输入

生成3.3伏特输出。

请注意，这个TPS70933设备

是一个独立的设备

比TPS70933用于[听不清]实现。

有两个TPS70933设备实际上

在这个特定的设计上。

这里我们看到 一个1电压电机的框图。

其中，系统参照基础电压，

并知道两线之间的电压

是测量。

因此，此模式只需要三个通道。

这种模式是准确的假设下，

有平衡的线路电压大小

和相位角。

如果存在电压不平衡， 双电压模式将是

更准确读数的最佳选择。

下面是一个表，总结了

该设计的设计参数。

本设计中的MSP432 输出一个8.192兆赫的时钟

到ADS131M04时钟锁定销，

这导致调制时钟频率 为4.096兆赫。

为了获得每秒8000个样本的 采样率，

使用了512的OSR值。

对于相位补偿，软件FIR滤波器

是专门用来补偿任何

由[听不清]硬件本身引起的

电压电流相位差，

而不是客户的负载。

但是，请注意，ADS131M04

也可以用于相位补偿，

而不仅仅是软件FIR滤波器。

对于这些设计， MSP432运行速度为48兆赫，

用于与ADS131M04通信的 SPI时钟

使用8.192兆赫频率。

本设计支持分阶段三线连接，

或两阶段三线连接。

对于分相选项，该设计

既支持测量线对中性电压，

也支持只测量线对线电压，

即所谓的单电压模式。

此外，这个设计 只使用电流[听不清]

从我们目前的传感器。

它根本不使用分流器。

通过电流互感器的使用，

本设计获得了精度在0.1%以内的

有功功率。

这张表总结了

类似的TIDA-010036 和TIDA-010037设计的不同，

它们都有一个ADS131M04设备。

为了比较这两种设计， TIDA-010036设计

用于单相二线系统， 而TIDA-010037设计

用于三相三线系统

或三相三线系统。

TIDA-010037设计

支持两种分相系统配置。

在第一个配置中，

系统从中性点引用，并同时测量

线到中性点的电压。

对于第二种配置，系统

引用其中一条线路，

并且只测量线路对线路的电压。

TIDA-010036设计 使用一个分流器

作为主要电流传感器，

一个电流互感器作为次要通道。

其中一个传感器

测量线路电流，另一个

测量中性电流。

对于TIDA-010037 设计， 只使用电流互感器。

由于TIDA-010036设计使用分流器，

它的目标是0.5级精度。

另一方面，对于TIDA-010037，

它的目标精度为0.1级。

从两种设计中， 只有TIDA-010036

支持当前检测模式。

这两种设计的

另一个不同之处是电源。

TIDA-010036采用 TPS7A78 AC/DC上限供应，

可以为干线供电。

TPS7A78设备提供电源良好

和电源故障指示，这在 TIDA-010037中不提供。

TIDA-010037没有AC/DC电源，

而是使用TPS709 LDO， 用于调节

和输入直流电压到3.3伏，

用于为电路板供电。

此外，TIDA-010037的设计 允许通信

]听不清]从通信模块，

其中电源轨道为这个通信模块

提供了TIDA-010037板。

通信模块导轨采用TPS25921L

为通信模块提供过压和欠压保护，

并限制通信模块的电流，

防止模块上的任何短路

影响系统其余

电源。

两种设计的最终区别在于

某些计量参数的计算。

对于TIDA-010036，除了线路电流，

还测量中性电流。

然而，TIDA-010037 没有测量到这一点。

此外，TIDA-010037 传递累积功率

和累积能量参数，

这不适用于TIDA-010036。

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在本视频中，在培训系列的

TIDA-010037参考设计部分的 介绍中，

我们将提供

关于TIDA-010037设计的概述。

采用ADS131MO4器件的一种设计

是TIDA-010037， 即使用独立ADC的

高精度分相CT电能表基准设计。

本设计为分相三线制，

支持双电压模式

和单电压模式两种配置。

本设计采用CT电流传感器，

达到0.1级精度。

本设计计算的计量参数

包括有功、无功功率、 线路均方根电流、

均方根电压、功率因数、 和线路频率。

计量参数被发送到PC GUI

使用RS-232或RS-485连接，

具有5千伏RMS隔离。

此外，该设计还支持

使用外部无线电 或无线电模块通信。

从电路板到外部通信模块的 五伏电压轨

目前被设置为1.6安培，

因此模块中的任何短路--

无论是意外 或作为篡改攻击的一部分--

都不会影响计量。

该通信模块的电压轨上

还设有过压和欠压保护。

采用本设计的TPS25921L器件

进行限流欠压

和过压保护。

为了保护TPS25921L的输入

不受断开负载时可能发生的 瞬态电压的影响，

在TPS25921L的输入端

放置了一个TPS1800设备。

在这里我们看到 一个框图的设计时，

它是在双电压模式。

在这种模式下，测量了 系统对中性点

和两线对中性点电压的参考值。

因此，使用了四个ADC通道。

在本设计中，ADS131MO4用于

检测两组 [? 主 ?] 电压和电流。

当有新的电压和电流样本时，

ADS131MO4断定一个[听不清]引脚，

它会向MSP432发出警报。

然后MSP432会要求，

从ADS131M04的样品，

并使用这些样品 计算计量参数。

MSP432还将产生 8.192兆赫的时钟，

该时钟被馈送给ADS131M04，

并被M04用于生成 用于采样的时钟。

在本设计中，TPS3840设备

被用作MSP432的SVS。

虽然MSP432有一个内部SVS，

但是使用TPS4830 独立的SVS设备，

因为拥有一个独立于

微控制器的SVS

具有额外的安全性。

为了确定电表的启动 和无功误差，

电表输出脉冲。

为了安全连接到其他设备，

这些脉冲的一个独立版本 是必要的。

一个ISO 7720设备被用来

提供这些脉冲的隔离。

本设计采用ISO7731B、TRS3232E、 THVD1500、和TPS 709等器件，

还具有隔离RS232 和隔离RS-485。

可以选择隔离RS232

或隔离RS-485选项 与PC GUI通信。

此外，设计还支持

使用外部无线电 与无线电模块通信。

从电路板到模块提供的 5伏电压[听不清]

与1.6安培相关联，

因此模块的任何短路，

无论是意外的还是 作为篡改攻击的一部分，

都不会影响计量。

该通信模块的电压轨上

还设有过压和欠压保护。

采用所设计的TPS25921L器件

进行限流欠压和过压保护。

为了保护TPS25921的输入

不受断开负载时可能发生的

过电压的影响， 在TPS25921L的输入端

放置了一个TPS1800设备。

这种设计可以通过 直接在电路板的DPC头

提供3.3伏的电压来供电。

或者，板上所需的3.3伏特

可以通过使用板上的 TPS70933设备

间接地提供， 从施加到板上的5伏特输入

生成3.3伏特输出。

请注意，这个TPS70933设备

是一个独立的设备

比TPS70933用于[听不清]实现。

有两个TPS70933设备实际上

在这个特定的设计上。

这里我们看到 一个1电压电机的框图。

其中，系统参照基础电压，

并知道两线之间的电压

是测量。

因此，此模式只需要三个通道。

这种模式是准确的假设下，

有平衡的线路电压大小

和相位角。

如果存在电压不平衡， 双电压模式将是

更准确读数的最佳选择。

下面是一个表，总结了

该设计的设计参数。

本设计中的MSP432 输出一个8.192兆赫的时钟

到ADS131M04时钟锁定销，

这导致调制时钟频率 为4.096兆赫。

为了获得每秒8000个样本的 采样率，

使用了512的OSR值。

对于相位补偿，软件FIR滤波器

是专门用来补偿任何

由[听不清]硬件本身引起的

电压电流相位差，

而不是客户的负载。

但是，请注意，ADS131M04

也可以用于相位补偿，

而不仅仅是软件FIR滤波器。

对于这些设计， MSP432运行速度为48兆赫，

用于与ADS131M04通信的 SPI时钟

使用8.192兆赫频率。

本设计支持分阶段三线连接，

或两阶段三线连接。

对于分相选项，该设计

既支持测量线对中性电压，

也支持只测量线对线电压，

即所谓的单电压模式。

此外，这个设计 只使用电流[听不清]

从我们目前的传感器。

它根本不使用分流器。

通过电流互感器的使用，

本设计获得了精度在0.1%以内的

有功功率。

这张表总结了

类似的TIDA-010036 和TIDA-010037设计的不同，

它们都有一个ADS131M04设备。

为了比较这两种设计， TIDA-010036设计

用于单相二线系统， 而TIDA-010037设计

用于三相三线系统

或三相三线系统。

TIDA-010037设计

支持两种分相系统配置。

在第一个配置中，

系统从中性点引用，并同时测量

线到中性点的电压。

对于第二种配置，系统

引用其中一条线路，

并且只测量线路对线路的电压。

TIDA-010036设计 使用一个分流器

作为主要电流传感器，

一个电流互感器作为次要通道。

其中一个传感器

测量线路电流，另一个

测量中性电流。

对于TIDA-010037 设计， 只使用电流互感器。

由于TIDA-010036设计使用分流器，

它的目标是0.5级精度。

另一方面，对于TIDA-010037，

它的目标精度为0.1级。

从两种设计中， 只有TIDA-010036

支持当前检测模式。

这两种设计的

另一个不同之处是电源。

TIDA-010036采用 TPS7A78 AC/DC上限供应，

可以为干线供电。

TPS7A78设备提供电源良好

和电源故障指示，这在 TIDA-010037中不提供。

TIDA-010037没有AC/DC电源，

而是使用TPS709 LDO， 用于调节

和输入直流电压到3.3伏，

用于为电路板供电。

此外，TIDA-010037的设计 允许通信

]听不清]从通信模块，

其中电源轨道为这个通信模块

提供了TIDA-010037板。

通信模块导轨采用TPS25921L

为通信模块提供过压和欠压保护，

并限制通信模块的电流，

防止模块上的任何短路

影响系统其余

电源。

两种设计的最终区别在于

某些计量参数的计算。

对于TIDA-010036，除了线路电流，

还测量中性电流。

然而，TIDA-010037 没有测量到这一点。

此外，TIDA-010037 传递累积功率

和累积能量参数，

这不适用于TIDA-010036。