JAJU978 February   2025 AMC131M03 , MSPM0G1507

 

  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 主なシステム仕様
    2. 1.2 最終製品
    3. 1.3 電気メーター
    4. 1.4 電力品質メータ、電力品質アナライザ
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 電圧測定のアナログ フロント エンド
      2. 2.2.2 電流測定のアナログ フロント エンド
      3. 2.2.3 XDS110 エミュレータ
      4. 2.2.4 Bluetooth® データの送信
      5. 2.2.5 2 つのモジュール間での Bluetooth® 接続
      6. 2.2.6 Bluetooth® と UART の接続
      7. 2.2.7 TMAG5273 リニア 3D ホール効果センサによる磁気改ざん検出
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  MSPM0G3507
      2. 2.3.2  AMC131M03
      3. 2.3.3  CDC6C
      4. 2.3.4  RES60A-Q1
      5. 2.3.5  TPS3702
      6. 2.3.6  TPD4E05U06
      7. 2.3.7  ISOUSB111
      8. 2.3.8  LMK1C1104
      9. 2.3.9  MSP432E401Y
      10. 2.3.10 TPS709
      11. 2.3.11 TMAG5273
  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 ハードウェア要件
      1. 3.1.1 クロック供給システム
        1. 3.1.1.1 BAW 発振器
        2. 3.1.1.2 水晶発振器
        3. 3.1.1.3 PWM
        4. 3.1.1.4 クロック バッファ
      2. 3.1.2 SPI バスの構成
      3. 3.1.3 LED と UART のジャンパ設定
    2. 3.2 ソフトウェア要件
      1. 3.2.1 PC GUI 通信用の UART
      2. 3.2.2 ダイレクト メモリ アクセス (DMA)
      3. 3.2.3 ADC 設定
      4. 3.2.4 較正
    3. 3.3 テスト設定
      1. 3.3.1 テスト構成への接続
      2. 3.3.2 電源オプションとジャンパ設定
        1.       51
      3. 3.3.3 注意および警告
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1 電気メータの計測精度の結果
      2. 3.4.2 放射エミッション性能
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 4.1.3.1 レイアウト プリント
    2. 4.2 ツールとソフトウェア
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について

2.1 ブロック図

図 2-1 は、MSPM0G3507 と AMC131M03 をベースとする 3 相エネルギー測定アプリケーションのブロック図を示しています。

各位相 (またはライン) では、ラインから中性線への電圧、および各ライン (3 相) の電流は、N (中性) 線を通して直接測定されるため、3 相、3 線 (3P3W) または3相、4 ワイヤー、中性 (3P4W) 構成の両方がデフォルトでサポートされています。一部の相を使用しないため、このリファレンス デザインは分割位相 (位相 C が開かれたままにする) または単相 (位相 B および C が開かれたままにする) 構成で使用できます。TIDA-010244 のブロック図では、シャント センサを電流計測用の 3 つの位相をそれぞれに接続し、シンプルな分周器を使用して各チャネルに対応する電圧を分周しています。シャントは、エネルギー測定に必要な電流範囲に基づいて選択され、高電流時のシャントの消費電力を最小限に抑えます。150 μΩ ～ 200 μΩ の範囲の値は一般的で、位相あたり最大 100A または 120A の電流を測定すると仮定します。

このデザインでは、4 つの AMC131M03 デバイスまたは AMC131M02 デバイスが、次に示す方法で MSPM0+ MCU とやりとりします：

  1. 3 つの異なるクロック信号を 4 チャネル出力の LVCMOS バッファ LMK1C1104 に入力して、CLKIN4 経由で 4 つの同じ位相内クロック信号である CLKIN1 を取得し、すべての ADC を確実に動作させ、同期したデータサンプルを収集します。
    1. TI の BAW 発振器 CDC6C は、LMK1C1104 と MSPM0G3507 両方のデバイス (デフォルトオプション) に 8.192MHz で高精度クロック信号を提供します。
    2. 外部 16.384MHz 水晶発振器 (XTAL) は、MSPM0G3507 の HFXIN ピンと HFXOUT ピンに信号を供給し、内部の分周器で 2 分周し、8.192MHz の M0_CLKOUT 信号を生成します (TI BAW は充填されていない場合)。その後で M0_CLKOUT は LMK1C1104 クロックバッファに接続されます。
    3. MSPM0G3507 からの PWM 信号を使用して、評価のためにクロックバッファに電力を供給できます。PWM 信号を有効にするには、前述のクロックデバイスの 1 つを HFXIN および HFXOUT (選択可能) に接続する必要があります。
  2. LMK1C1104 の 4 つの出力は、CLKIN4 入力ピン (ADC デバイスごとに 1 つ) を経由して 4 つの CLKIN1 に供給されます。
  3. AMC131M03 または AMC131M02 デバイスは、CLKIN 入力を 2 分周し、この値をデルタ シグマ変調クロックとして使用します。
  4. SPI_SCK (SPU バス クロック) 信号 (SPI コントローラとして機能する MCU からの出力）は、2 番目の 4 チャネル出力 LVCMOS バッファ LMK1C1104 に入力し、SPI データ転送で 4 つの同一位相内クロック信号を取得します。
  5. 4 つの SPI_SCK ラインの SCLK1 ～ SCLK4 が各 ADC の SCLK 入力に供給され、すべての ADC が共有 SPI バス上で同期して動作するようになります。
  6. 4 つの独立した CS ラインが使用されており、これらは MSPM0+ MCU の SPI ペリフェラルによって自動的に生成および制御されます。
  7. 新しい ADC サンプルの準備ができたとき、AMC131M03 は、DRDY 出力ピン (DRDY1 ～ DRDY4) をアサートし、新しいデータ サンプルが利用可能であることを MCU に通知します。
  8. DRDY の立ち下がりエッジが検知された後、MSPM0+ MCU は SPI の 1 つと、DMA モジュール内の 2 つの DMA チャネルを使用して、AMC131M0X デバイスから電圧と電流のサンプルを取得します。4 つのスタンドアロン ADC は 4 つの DRDY 信号を同時に生成しますが、各 ADC は同じ SPI バスを共有するため、これらの ADC は MCU によって順番に読み出されます。
  9. また、MCU は、ボード上の XDS110 デバッガまたは外部 FTDI コネクタを介して USB Type-C インターフェイスを介して PC GUI と通信します。
  10. MCU からの ACT および REACT 出力信号は、精度測定とキャリブレーションに使用される、有効および無効エネルギー パルスを表します。どちらも、レファレンス メーターに対する電気メーターの較正には必要不可欠な信号です。

MSPM0+ MCU には、パワーオンリセット (POR)、POR、および 4 つの配置可能なスレッショルド電圧を対応可能なブラウンアウト リセット (BOR) 電源モニタが内蔵されております。

このリファレンス デザインに電力を供給するには、USB Type-C コネクタ経由で 5V を印加するか、またはマーキングされたヘッダピンで 3.3V を供給します。基板への電力供給のための適切なジャンパ接続の詳細については、セクション 3.3.2 を参照してください。

USB Type-C インターフェイスを使用することで、MSPM0G3507 のプログラムとデバッグを実行できます。このインターフェイスは絶縁されており、USB 電源からシステムに 5V を供給するために使用できます。5V オプションを選択した場合、USB Type-C インターフェイスの絶縁は有効になりません。

このリファレンス デザインには、すべての受動部品 (ディスクリート実装) を搭載した CC2340 Bluetooth Low Energy サブシステムまたは CC2340 をベースとする Bluetooth モジュールを使用して、Bluetooth 経由で計測パラメータ データを送信するという 2 つのオプションもあります。

TIDA-010244 MSPM0G3507 と AMC131M03 をベースとする 3 相エネルギー測定のブロック図図 2-1 MSPM0G3507 と AMC131M03 をベースとする 3 相エネルギー測定のブロック図