JAJU718A April   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. 1.2 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 TPS7A78
      3. 2.2.3 MSP432P4111
      4. 2.2.4 TPS3840
      5. 2.2.5 THVD1500
      6. 2.2.6 ISO7731B
      7. 2.2.7 TRS3232E
      8. 2.2.8 TPS709
      9. 2.2.9 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 TPS7A78 キャップドロップ電源
        2. 2.3.1.2 TPS3840 SVS
        3. 2.3.1.3 アナログ入力
          1. 2.3.1.3.1 電圧測定のアナログ フロント エンド
          2. 2.3.1.3.2 電流測定のアナログ フロント エンド
      2. 2.3.2 電流検出モード
        1. 2.3.2.1 ADS131M04 電流検出手順
        2. 2.3.2.2 マイコンを使用した電流検出モードのトリガ
          1. 2.3.2.2.1 タイマを使用して電流検出モードを定期的にトリガ
          2. 2.3.2.2.2 電流検出モードの開始および終了のマイコン手順
        3. 2.3.2.3 計測テスト用のソフトウェアを実装する方法
          1. 2.3.2.3.1 構成
            1. 2.3.2.3.1.1 クロック
            2. 2.3.2.3.1.2 ポート マップ
            3. 2.3.2.3.1.3 GUI 通信用の UART のセットアップ
            4. 2.3.2.3.1.4 リアルタイム クロック (RTC)
            5. 2.3.2.3.1.5 LCD コントローラ
            6. 2.3.2.3.1.6 ダイレクト メモリ アクセス (DMA)
            7. 2.3.2.3.1.7 ADC 設定
          2. 2.3.2.3.2 フォアグラウンド プロセス
            1. 2.3.2.3.2.1 数式
          3. 2.3.2.3.3 バックグラウンド プロセス
            1. 2.3.2.3.3.1 per_sample_dsp()
              1. 2.3.2.3.3.1.1 電圧と電流の信号
              2. 2.3.2.3.3.1.2 周波数測定とサイクル トラッキング
            2. 2.3.2.3.3.2 LED パルスの生成
            3. 2.3.2.3.3.3 位相補償
    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 ソフトウェア
      2. 2.4.2 テストと結果
        1. 2.4.2.1 テスト設定
          1. 2.4.2.1.1 SVS およびキャップドロップ機能テスト
          2. 2.4.2.1.2 電気メータの計測精度のテスト
          3. 2.4.2.1.3 電流検出モード テスト
          4. 2.4.2.1.4 計測読み取り値の表示とキャリブレーション
            1. 2.4.2.1.4.1 LCD から結果を表示する
            2. 2.4.2.1.4.2 PC からのキャリブレーションと結果の表示
              1. 2.4.2.1.4.2.1 結果の表示
              2. 2.4.2.1.4.2.2 較正
                1. 2.4.2.1.4.2.2.1 ゲインのキャリブレーション
                  1. 4.2.1.4.2.2.1.1 電圧および電流ゲインのキャリブレーション
                  2. 4.2.1.4.2.2.1.2 有効電力ゲインのキャリブレーション
                2. 2.4.2.1.4.2.2.2 オフセット キャリブレーション
                3. 2.4.2.1.4.2.2.3 位相キャリブレーション
        2. 2.4.2.2 テスト結果
          1. 2.4.2.2.1 SVS および TPS7A78 機能テストの結果
          2. 2.4.2.2.2 電気メータの計測精度の結果
          3. 2.4.2.2.3 電流検出モードの結果
  9. 3デザイン ファイル
    1. 3.1 回路図
    2. 3.2 部品表
    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
  12. 6改訂履歴

2.2.1 ADS131M04

ADS131M04 デバイスは、4 チャネル、同時サンプリング、24 ビット、2 次デルタ シグマ (ΔΣ) A/D コンバータ (ADC) です。広いダイナミック レンジを持ち、内部キャリブレーション機能があるため、電力量測定、電力品質確保、保護の用途に適しています。ADC入力は、抵抗デバイダ回路、電圧または電流を測定するためのトランス、電流を測定するためのシャント抵抗、あるいは電流を測定するための Rogowski コイルに直接接続することができます。

個々の ADC チャネルは、センサ入力に応じて個別に構成可能です。低ノイズのプログラマブル ゲイン アンプ (PGA) により、1～128 の範囲のゲインで低レベルの信号を増幅できます。また、これらのデバイスにはチャネル間位相アライメント レジスタ、オフセットおよびゲイン キャリブレーション レジスタが内蔵されており、信号チェーンの誤差を除去するのに役立ちます。本デバイスには低ドリフトの 1.2V リファレンス電圧が内蔵されているため、プリント基板 (PCB) の面積を削減できます。データ入力、データ出力、レジスタ マップについて個別に巡回冗長性検査 (CRS) オプションを有効にすることで、通信の整合性を確保できます。このデバイスのブロック図を、図 2-2 に示します。

TIDA-010036 ADS131M04 の機能ブロック図図 2-2 ADS131M04 の機能ブロック図

図 2-2 では、2.7V〜3.6V の電圧を AVDD と AGND の間、および DVDD と GND の間に印加する必要があります。また、外部クロックを CLKIN に接続する必要があります。ADS131M04 デバイスが高分解能モードに構成されている場合、ADS131M04 が正常に動作するには、このクロックが 1MHz と 8.3MHz の間にある必要があります。ADS131M04 デバイスの CLKIN クロックは、MSP432 マイコンの SMCLK クロック出力から生成できます。ADS131M04 はこのクロックをさらに 2 分周し、その分周されたクロックをデルタ シグマ変調器クロックとして使用します。新しい ADC サンプルが準備できると、ADS131M04 は DRDY ピンをアサートして、ホスト マイコンに新しい ADC サンプルが利用可能になったことを通知します。ADS131M04 デバイスは広い周波数範囲のクロックを受け入れることができるため、コヒーレント サンプリングを必要とするアプリケーションにもデバイス自体を使用できます。