JAJU996 August   2025

 

  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 主なシステム仕様
    2. 1.2 電気メーター
    3. 1.3 サーキット ブレーカ
    4. 1.4 EV (電気自動車) チャージャ
    5. 1.5 保護機能とリレー
    6. 1.6 ロゴスキーコイル ベースの電流センサ
      1. 1.6.1 原則
      2. 1.6.2 ロゴスキーコイルの種類
      3. 1.6.3 統合メソッド
      4. 1.6.4 ロゴスキーコイルの選択
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
      1. 2.1.1 差動ゲインアンプ
      2. 2.1.2 ハイパス フィルタ
      3. 2.1.3 ローパス フィルタ
      4. 2.1.4 アクティブ積分器
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 部品選定
        1. 2.2.1.1 RC 部品の選定
        2. 2.2.1.2 ゲイン設定の RG 選択
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 INA828
      2. 2.3.2 TLV9001
      3. 2.3.3 LM27762
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 回路図をレイアウト
      1. 3.1.1 ロゴスキー入力コネクタ
      2. 3.1.2 ゲイン設定抵抗チェーン
      3. 3.1.3 ゲイン アンプとハイパス フィルタ ステージ
      4. 3.1.4 アクティブ積分ステージ
      5. 3.1.5 出力ステージ
      6. 3.1.6 電源
  10. 4ハードウェア、テスト要件、およびテスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
    2. 4.2 テスト設定
      1. 4.2.1 完全なシステムブロック図
      2. 4.2.2 テスト システム
      3. 4.2.3 ロゴスキーコイル
      4. 4.2.4 TIDA-010986
      5. 4.2.5 ADS131M08 計測評価基板
      6. 4.2.6 GUI
        1. 4.2.6.1 はじめに
          1. 4.2.6.1.1 PCB ロゴいスキーコイルのセットアップ
          2. 4.2.6.1.2 TIDA-010986 コネクタ
            1. 4.2.6.1.2.1 入力端子ブロック
            2. 4.2.6.1.2.2 電源接続
            3. 4.2.6.1.2.3 出力接続
          3. 4.2.6.1.3 ADS131M08 計測評価基板のコネクタ
    3. 4.3 テスト結果
      1. 4.3.1 機能テスト
      2. 4.3.2 精度測定
        1. 4.3.2.1 無負荷状態
          1. 4.3.2.1.1 目標
          2. 4.3.2.1.2 構成
          3. 4.3.2.1.3 要件
          4. 4.3.2.1.4 結果
        2. 4.3.2.2 初期負荷動作テスト
          1. 4.3.2.2.1 目標
          2. 4.3.2.2.2 構成
          3. 4.3.2.2.3 要件
          4. 4.3.2.2.4 結果
        3. 4.3.2.3 各種負荷条件下での精度テスト
          1. 4.3.2.3.1 目標
          2. 4.3.2.3.2 構成
          3. 4.3.2.3.3 要件
          4. 4.3.2.3.4 結果
        4. 4.3.2.4 力率テストの変動
          1. 4.3.2.4.1 目標
          2. 4.3.2.4.2 構成
          3. 4.3.2.4.3 要件
          4. 4.3.2.4.4 結果
        5. 4.3.2.5 電圧テストの変動
          1. 4.3.2.5.1 目標
          2. 4.3.2.5.2 構成
          3. 4.3.2.5.3 要件
          4. 4.3.2.5.4 結果
        6. 4.3.2.6 周波数テストの変動
          1. 4.3.2.6.1 目標
          2. 4.3.2.6.2 構成
          3. 4.3.2.6.3 要件
          4. 4.3.2.6.4 結果
        7. 4.3.2.7 位相シーケンス反転テスト
          1. 4.3.2.7.1 目標
          2. 4.3.2.7.2 構成
          3. 4.3.2.7.3 要件
          4. 4.3.2.7.4 結果
  11. 5設計とドキュメントのサポート
    1. 5.1 デザイン ファイル
      1. 5.1.1 回路図
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 レイアウト プリント
    2. 5.2 ツール
    3. 5.3 ドキュメントのサポート
    4. 5.4 サポート リソース
    5.     商標
  12. 6著者について

1.6.3 統合メソッド

ロゴスキーコイルの出力で誘導される電圧 (VS) は、1 次導体に流れる電流の変化率 (IP) に比例します。出力電圧は 90° の位相シフトを持っており、正弦波入力電流の場合には入力から遅れます。ロゴスキーコイルの出力は瞬間的な 1 次側電流の微分に比例するため、元の電流信号を取得するには積分器が必要です。出力電圧は線形であり、電流測定のみを必要とするアプリケーションには統合されていなくても使用できます。電力の測定が必要なアプリケーションでは、電流と電圧の位相差が重要で、ロゴスキー電流センサ出力の位相シフトが必要です。これは積分器を使用して行います。ロゴスキー積分器は、次の二つの方法で実装できます。

  • デジタル (ソフトウェア) の統合：周波数ドメインに積分を行うと、–20dB/ディケード の減衰と –90 度の一定の位相シフトが得られます。位相と振幅応答の高精度制御により、デジタル処理で位相角度補正の精度が大幅に向上します。高精度のデジタル統合を実現するには、高性能マイコン (MCU) と、デジタルフィルタを実装した A/D コンバータ (ADC) が必要です。デジタルフィルタの実装が複雑なため、処理の遅延が起動中に発生します。デジタルフィルタは、システム内の MCU と ADC によって実行されます。
  • ハードウェア統合：ハードウェア積分器を使用して、ロゴスキー電流センサの位相シフトを補正することもできます。これは、パッシブ積分器 (抵抗、コンデンサ) またはアクティブ積分器 (アクティブ素子 (オペアンプ) と受動素子の組み合わせ) を使用して実現できます。この TI Design は、有効な温度範囲で使用できる、安定したオペアンプベースのアクティブ積分器を実装しています。

適切に設計されたハードウェア積分器は 90°の位相シフトをもたらしますが、実用的な制限によって位相誤差や精度の誤差が発生する可能性があります。部品を注意深く選択することで、位相誤差の変動を最小限に抑えます。