TIDA-00661

用于空气断路器的高分辨率、快速启动模拟前端参考设计

TIDA-00661

设计文件

概述

TIDA-00661 参考设计采用在空气断路器 (ACB) 或塑壳断路器 (MCCB) 中使用的电子跳闸单元 (ETU) 的信号处理前端子系统。此子系统包含具有 24 位分辨率和快速设置 (< 3ms) 的 Delta-Sigma ADC、±2.5V 稳压器、用于连接 ADC 并处理输入的 FRAM 微控制器 (MCU)。此子系统用于启动、计算全周期 RMS 电流、制定决策并在 30ms 内向电磁阀提供跳闸信号。

特性
  • 测量 10V 到 750V 和 50mA 到 25A 范围的交流输入,精度在 ±1% 内,并具有固定增益
  • 电压和电流输入接入到具有快速设置 (< 3ms) 的 24 位 Delta-Sigma ADC
  • 通过采用 Fly-Buck 配置的直流/直流转换器生成电源输出 (2W/8W)
  • 允许测量 3 种接地故障电流输入,并将单个增益运算放大器接入到 MCU 的 12 位内部 ADC
  • 提供了板载分压器来测量交流输入电压,并提供负载电阻来连接外部 CT 次级输入以进行电流测量
  • 稳压器生成 3.3V 和 5V(MCU 和 ADC 板)、±2.5V 和 3V(ADC 模拟电源)
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

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ZHCU198B.PDF (4057 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRJM0.ZIP (1380 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRJM1.ZIP (504 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRJM4.ZIP (9909 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRJM3.ZIP (2825 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

Precision ADCs

ADS131E08S用于电源监控和保护、具有快速启动功能的 24 位 64kSPS 8 通道同步采样 Δ-Σ ADC

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AC/DC & DC/DC converters (integrated FET)

LM50177.5V-100V 宽输入电压、600mA 恒定导通时间同步降压稳压器

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AC/DC & DC/DC converters (integrated FET)

LM5160LM5160 宽输入 65V、2A 同步降压/Fly-Buck™ 转换器

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MSP430 微控制器

MSP430FR5969具有 64KB FRAM、2KB SRAM、AES、12 位 ADC、比较器、DMA、UART/SPI/I2C 和计时器的 16MHz MCU

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并联电压基准

LM4041B精度为 0.2% 的可调节精密微功耗并联电压基准

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模拟温度传感器

LMT87具有 -13.6mV/°C 增益的 ±2°C 2.7V 至 5.5V 模拟输出温度传感器

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比较器

LM2903双通道差分比较器

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监控器和复位 IC

LM8364具有低静态电流和 2.5% 阈值精度的低电平有效电压监控器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS723具有使能功能的 200mA、负电压、可调节低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS732具有反向电流保护和使能功能的 250mA、高精度、超低压降稳压器

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通用运算放大器

LMV614四路、5.5V、1.5MHz、RRIO 运算放大器

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
技术文章 What’s the big deal about circuit breakers? PDF | HTML 2017年 8月 1日
设计指南 适用于空气断路器(ACB) 的基于Δ-Σ ADC 的高分辨率、快速 启动AFE 参考设计 (Rev. B) 英语版 (Rev.B) 2017年 5月 11日

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TIDA-00498 面向断路器应用的信号处理子系统和基于电流输入的自供电 (ACB/MCCB)

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