TIDA-010037

Diseño de referencia de medidor de electricidad CT de fase dividida y alta precisión con ADC indepen

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Información general

Este diseño de referencia implementa una medición de energía de fase dividida de clase 0.1 mediante un convertidor analógico a digital (ADC) multicanal de alto rendimiento. El ADC independiente muestrea la salida de los transformadores de corriente (CT) a 8 kHz para medir la corriente y el voltaje de cada tramo de la red eléctrica de CA. Este diseño de referencia puede alcanzar una alta exactitud en un amplio rango de corriente de entrada (0.05 – 100 amps) y es compatible con altas frecuencias de muestreo necesarias para funciones avanzadas de calidad de potencia, como el análisis armónico individual. El uso de un ADC independiente para muestrear la salida de los CT proporciona a los diseñadores una mayor flexibilidad en la elección de microcontroladores de metrología en comparación con los SoC integrados y los productos específicos de la aplicación. El diseño de referencia utiliza un microcontrolador servidor SimpleLink™ ARM Cortex-M4 para calcular los parámetros de medición de energía.  Este diseño también puede utilizar una tasa de muestreo ADC de 32 ksps al permitir solo un subconjunto de los parámetros completos de medición de energía.

Funciones
  • Metrología de fase dividida para medidores de electricidad que cumple con los requisitos de precisión de energía activa ANSI C12.20 de clase 0.1 en el rango de entrada 10000:1
  • Cálculos de energía y potencia activas y reactivas, corriente y tensión cuadrática media (RMS), factor de potencia y frecuencia de línea
  • RS-232 y RS-485 aislados con aislamiento RMS de 5-kV
  • Expansión del módulo de comunicaciones con límite de corriente y protección contra sobretensión y subtensión
  • Probado en todo el rango de entrada 50-mA a 100-A
  • Diseño de referencia completo y probado con archivos de hardware y guía de diseño
  • La alta precisión de la energía activa aún se obtiene cuando la tasa de muestreo ADC aumenta a 32 ksps
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Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

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Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

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Descripción general del diseño de referencia y datos de las pruebas de rendimiento verificadas

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Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

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Lista completa de componentes de diseño, designadores de referencia y números de fabricantes/piezas

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Archivos para modelos 3D o dibujos 2D de componentes de IC

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Fichero de diseño que contiene información sobre la capa física de la PCB de diseño

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Archivo de trazado de capas de PCB para generar el trazado del diseño de PCB

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Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Circuitos integrados de restablecimiento y vigilancia

TPS3840Supervisor de tensión de entrada alta de nanopotencia con reinicio manual y retardo de tiempo de rei

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Fusibles electrónicos (intercambios en caliente integrados)

TPS25921LeFuse de 0.4-1.6 A, 4.5 V a 18 V, 90 mΩ, con respuesta de falla de cierre desactivado

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Transceptores RS-232

TRS3232EControlador/receptor de línea RS-232 de 3 V a 5,5 V de canal doble y 250 kbps con protección IEC-ESD

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ADC de precisión

ADS131M04ADC delta-sigma, 4 canales, 24 bits, 64 kSPS, muestreo simultáneo

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Diodos TVS

TVS1800Dispositivo de protección contra sobretensiones de abrazadera plana de 18V

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS709Regulador de tensión de caída baja de 150 mA, 30 V e IQ ultrabajo con protección de corriente invers

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Aisladores digitales

ISO7731Aislador digital reforzado triple canal, 2/1, con EMC resistente

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Transceptores RS-485 y RS-422

THVD1500Transceptor RS-485 de 5 V hasta 500 kbps con protección IEC ESD de ±8 kV

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Aisladores digitales

ISO7720Aislador digital reforzado doble canal, 2/0, con EMC resistente

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Documentación técnica

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Tipo Título Descargar la versión más reciente en inglés Fecha
* Guía de diseño High-Accuracy Split-Phase CT Electricity Meter Reference Design Using Standalone (Rev. B) PDF | HTML 9/10/2020

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Diseño de referencia
TIDA-010036 Diseño de referencia de medidor de electricidad de derivación monofásico con ADC independientes

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Software de aplicación y estructura
ADC-ENERGY-METROLOGY-LIB-SW Software de biblioteca de metrología de energía ADC

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