JAJU704B March   2019  – February 2021

 

  1.   1
  2.   説明
  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. 1.1.2 電力品質メータ、電力品質アナライザ
    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  ADS131M04
      2. 2.2.2  MSP432P4111
      3. 2.2.3  TPS3840
      4. 2.2.4  TPS25921L
      5. 2.2.5  THVD1500
      6. 2.2.6  ISO7731B
      7. 2.2.7  TRS3232E
      8. 2.2.8  TPS709
      9. 2.2.9  TVS1800
      10. 2.2.10 ISO7720
    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 電流制限回路
        2. 2.3.1.2 28
        3. 2.3.1.3 TPS3840 SVS
        4. 2.3.1.4 アナログ入力
          1. 2.3.1.4.1 電圧測定のアナログ フロント エンド
          2. 2.3.1.4.2 電流測定のアナログ フロント エンド
      2. 2.3.2 計測テスト用のソフトウェアを実装する方法
        1. 2.3.2.1 構成
          1. 2.3.2.1.1 クロック
          2. 2.3.2.1.2 ポート マップ
          3. 2.3.2.1.3 GUI 通信用の UART のセットアップ
          4. 2.3.2.1.4 リアルタイム クロック (RTC)
          5. 2.3.2.1.5 LCD コントローラ
          6. 2.3.2.1.6 ダイレクト メモリ アクセス (DMA)
          7. 2.3.2.1.7 ADC 設定
        2. 2.3.2.2 フォアグラウンド プロセス
          1. 2.3.2.2.1 式
        3. 2.3.2.3 バックグラウンド プロセス
          1. 2.3.2.3.1 per_sample_dsp()
            1. 2.3.2.3.1.1 電圧と電流の信号
            2. 2.3.2.3.1.2 周波数測定とサイクル トラッキング
          2. 2.3.2.3.2 LED パルスの生成
          3. 2.3.2.3.3 位相補償
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 必要なハードウェアとソフトウェア
      1. 3.1.1 注意および警告
      2. 3.1.2 ハードウェア
        1. 3.1.2.1 テスト構成への接続
          1. 3.1.2.1.1 2 電圧接続
          2. 3.1.2.1.2 単一電圧接続
        2. 3.1.2.2 電源オプションとジャンパ設定
      3. 3.1.3 ソフトウェア
    2. 3.2 テストと結果
      1. 3.2.1 テスト設定
        1. 3.2.1.1 SVS と eFuse の機能テスト
        2. 3.2.1.2 電気メータの計測精度のテスト
        3. 3.2.1.3 計測読み取り値の表示とキャリブレーション
          1. 3.2.1.3.1 LCD から結果を表示する
          2. 3.2.1.3.2 PC からのキャリブレーションと結果の表示
            1. 3.2.1.3.2.1 結果の表示
            2. 3.2.1.3.2.2 較正
              1. 3.2.1.3.2.2.1 ゲインのキャリブレーション
                1. 3.2.1.3.2.2.1.1 電圧および電流ゲインのキャリブレーション
                2. 3.2.1.3.2.2.1.2 有効電力ゲインのキャリブレーション
              2. 3.2.1.3.2.2.2 オフセット キャリブレーション
              3. 3.2.1.3.2.2.3 位相キャリブレーション
      2. 3.2.2 テスト結果
        1. 3.2.2.1 SVS と eFuse 機能テストの結果
        2. 3.2.2.2 電気メータの計測精度の結果
  10. 4デザイン ファイル
    1. 4.1 回路図
    2. 4.2 部品表
    3. 4.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      1. 4.3.1 レイアウト プリント
    4. 4.4 Altium プロジェクト
    5. 4.5 ガーバー ファイル
    6. 4.6 アセンブリの図面
  11. 5関連資料
    1. 5.1 商標
  12. 6著者について
  13. 7改訂履歴

2.2.4 TPS25921L

TPS25921デバイスは、コンパクトで多機能な eFuse で、完全な保護機能を備えています。広い動作電圧範囲により、多くの一般的なDCバスを制御することができます。室温での ±2% の精密な電流制限により、優れた精度が提供され、TPS25921 デバイスは多くのシステム保護アプリケーションに適しています。4.5Vから18Vで動作するすべてのシステムとアプリケーションに対して、堅牢な保護を提供します。ホット プラグイン ボードに対しては、デバイスは突入電流の制御とプログラム可能な出力ランプ レートを提供します。

TPS25921 デバイスは、過電流保護および短絡保護を統合しています。高精度の過電流制限は、設計全体の入力電源を最小にするのに役立ちます。また、高速応答の短絡保護機能は、短絡が検出されたときに負荷を入力から即座に絶縁します。このデバイスでは、外付け抵抗を使用して、過電流制限スレッショルドを 0.4A～1.6A の範囲でプログラムできます。

このデバイスは、電圧バスのブラウンアウトおよび過電圧状態を精密に監視し、下流のシステムに対して故障をアサートします。スレッショルド精度は 3% であり、バスの厳密な監視が保証され、別途供給電圧監視チップを必要としません。TPS25921 デバイスは、白物家電、STB、DTV、スマートメーター、ガス分析器などのシステムを保護するように設計されています。

デバイスのその他の特長：

  • 過熱保護機能による、過電流事象発生時の安全なシャットダウン
  • ブラウンアウトおよび過電圧の故障に対する故障報告
  • ロック付きモードまたは自動再起動モードの選択

電力メータでは、多くのメーカーがデータを送信するためにワイヤレス通信を使用しています。これらの無線モジュールは、信号送信中に動作するために数百ミリアンペアから数アンペアの電流を必要とする場合があります。もしモジュールから引き込まれた電流がワイヤレス モジュールに割り当てられた電流を超えるような故障が発生した場合、電源供給が失敗する可能性があり、ワイヤレス モジュールと同じ電源を共有している場合、電流制限がないとメータの計測機能に影響を与える可能性があります。計測がいつでも正しく正確に動作するようにするには、この電流スパイクを制御する方法が重要です。TPS25921 デバイスは、ワイヤレス通信モジュールに供給される電流を制限することで、この問題を解決します。

このデザインでは、この部品のラッチ付きバージョン (TPS25921L) を使用しているので、システムはサーマル シャットダウン発生後に eFuse がリセットされるタイミングを選択できます。過電流状況によって TPS25921L デバイスのサーマル シャットダウン イベントがトリガされると、デバイスがすばやく開き、FLT 信号がトリガされることで、電流が制限されます。この FLT 信号は、MSP432 MCU に供給され、イベントが発生したことを通知します。サーマル シャットダウンの発生後、MSP432 MCU は ENUV ピンを Low にしてデバイスをリセットし、ワイヤレス モジュールの電源を再度開始できます。この場合、過電流状態が解消されていると仮定します。