TIDA-010037

Referenzdesign für hochgenauen Split-Phase-CT-Stromzähler mit eigenständigem ADCs

TIDA-010037

Designdateien

Überblick

Dieses Referenzdesign implementiert mit leistungsstarken, mehrkanaligen Analog-Digital-Wandlern (ADC) ein Energiemesssystem der Klasse 0.1 mit geteilter Phase. Der unabhängige ADC misst anhand des Ausgangs der Stromwandler bei 8 kHz den Strom und die Spannung jedes Zweigs des Wechselstromnetzes. Dieses Referenzdesign kann eine hohe Genauigkeit über einen großen Eingangsstrombereich (0,05 A–100 A) erreichen und unterstützt hohe Abtastfrequenzen, welche für erweiterte Stromqualitätsfunktionen, wie zum Beispiel individuelle harmonische Analysen, erforderlich sind. Die Verwendung eines unabhängigen ADC zur Abtastung des Stromwandlerausgangs bietet Entwicklern eine größere Flexibilität bei der Auswahl von Messtechnik-Mikrocontrollern im Vergleich zu anwendungsintegrierten SoCs und dedizierten anwendungsspezifischen Produkten. Das Referenzdesign berechnet die Parameter der Strommessung mithilfe eines Host-Mikrocontrollers vom Typ SimpleLink™ ARM Cortex-M4.  Dieses Design kann auch eine ADC-Abtastrate von 32 ksps verwenden, indem nur eine Teilmenge der vollständigen Energiemessparameter aktiviert wird.

Merkmale
  • Messtechnik mit geteilter Phase für Stromzähler, welche die Genauigkeitsanforderungen nach ANSI C12.20 Klasse 0.1 im aktiven Betrieb über einen Eingangsbereich von 10000:1 erfüllt
  • Berechnungen von Wirk- und Blindenergie und -leistung, quadratischer Mittelwert (QMW) von Strom und Spannung, Leistungsfaktor und Zeilenfrequenz
  • Isolierte RS-232- und RS-485-Bausteine mit 5-kV-RMS-Isolierung
  • Kommunikationsmodul-Erweiterung mit Strombegrenzung sowie Überspannungs- und Unterspannungsschutz
  • Getestet über einen Eingangsbereich von 50 mA bis 100 A.
  • Komplettes getestetes Referenzdesign mit Hardwaredateien und Designleitfaden
  • Hohe Genauigkeit im aktiven Betrieb auch bei einer ADC-Abtastrate von 32 ksps
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Eine voll bestückte Platine wurde nur für Test- und Leistungsvalidierung entwickelt. Sie wird nicht zum Verkauf angeboten.

Designdateien und Produkte

Designdateien

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Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

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Detaillierter Überblick über das Design-Layout zur Bestimmung der Position der Komponenten

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Vollständige Liste mit Designkomponenten, Referenz-Bezeichnern und Hersteller-/Teilenummern

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Dateien für 3D-Modelle oder 2D-Zeichnungen von IC-Komponenten

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Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

TIDRZC1.PDF (2167 KB)

Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

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Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

Reset- und Watchdog-ICs

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eFuses (integrierte Hot-Swaps)

TPS25921L4,5 V bis 18 V, 90 mΩ, 0,4–1,6 A eFuse mit Latch-Off-Fehlerantwort

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RS-232-Transceiver

TRS3232E3- bis 5,5-V-Zweikanal-RS-232-Leitungstreiber/‑Empfänger mit 250 Kbit/s und +/-15-kV-IEC-ESD-Schutz

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Präzisions-ADCs

ADS131M0424-Bit, 64-kSPS, 4-Kanal, simultanabtastender Delta-Sigma A/D-Wandler

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TVS-Dioden

TVS1800Flat-Clamp-Spannungsspitzenschutzbaustein, 18V

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS709150-mA, 30 V, Ultra-Low-IQ, Low-Abfallspannungsregler mit Rückstromschutz und Freigabe

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Digitalisolatoren

ISO7731Robuster, dreikanaliger, verstärkter 2/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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RS-485- & RS-422-Transceiver

THVD15005 V-RS-485-Transceiver mit bis zu 500 Kbit/s und ±8 kV-ESD-Schutz gemäß IEC

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Digitalisolatoren

ISO7720Robuster, zweikanaliger, verstärkter 0/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Technische Dokumentation

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Typ Titel Neueste englische Version herunterladen Datum
* Designleitfaden High-Accuracy Split-Phase CT Electricity Meter Reference Design Using Standalone (Rev. B) PDF | HTML 09.10.2020

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