ZHCU793B july   2021  – april 2023

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 隔离式电流测量
    2. 1.2 带通滤波器
    3. 1.3 模数转换
    4. 1.4 电弧检测算法
    5. 1.5 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 电流互感器电路
      2. 2.2.2 模拟带通滤波器
      3. 2.2.3 模数转换
      4. 2.2.4 电源
      5. 2.2.5 调试和状态指示选项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 TPS259474
      2. 2.3.2 TPS562202
      3. 2.3.3 TPS745
      4. 2.3.4 OPAx322
      5. 2.3.5 ADS8363
      6. 2.3.6 REF5025
      7. 2.3.7 TMDSCNCD280049C
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件和软件要求
      1. 3.1.1 硬件
      2. 3.1.2 软件
        1. 3.1.2.1 电弧检测原理
        2. 3.1.2.2 软件实现
    2. 3.2 测试设置
      1. 3.2.1 ControlCARD 配置
      2. 3.2.2 硬件和软件验证设置
      3. 3.2.3 电弧测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 硬件和软件验证的测试结果
      2. 3.3.2 使用电弧进行测试
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 材料清单
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 支持资源
    4. 4.4 商标
  10. 5作者简介
  11. 6修订历史记录

2.2.2 模拟带通滤波器

图 2-3 所示的滤波器级由一个 4 通道运算放大器 OPA4322 组成。U6A 和 U6B 构成一个截止频率为 100kHz 的低通滤波器。U6C 和 U6D 构成一个截止频率为 30kHz 的高通滤波器。它们结合起来构成一个通带为 30kHz 至 100kHz 的带通滤波器。选择了低通加高通滤波器的分离拓扑结构，便于单独调整带通滤波器的高低电平。

GUID-20220711-SS0I-DPVW-L1KB-3DMBF0GW80WX-low.svg图 2-3 滤波器级原理图

在有源滤波器应用中，放大器最重要的两个规格是增益带宽积 (GBW) 和压摆率 (SR)。方程式 1 和方程式 2 中显示了 GBW 和 SR 的最低要求。

方程式 3. G B W m i n =   100   ×   G ×   f c
方程式 2. S R m i n =   2   ×   π   ×   f c   × V P - P

其中

  • G = 闭环增益
  • fc= 低通滤波器的截止频率
  • VP-P= 峰峰值输出电压

当 G = 1、fc = 100kHz 且 VP-P = 5V 时，计算出的最小 GBW 为 10MHz，最小压摆率为 3.14V/μs。OPA4322 的 GBW 为 20MHz，压摆率为 10V/μs，不仅满足以上标准，还留有一些余量，可满足更高的频带需求。使用 PSpice for TI 仿真工具对滤波器的传递函数进行了验证。滤波器级的增益如图 2-4 所示。此滤波器的输出通过另一个放大器连接到外部 ADC ADS8363 以及内部 ADC，该放大器负责将 C2000 MCU 的电压电平从 5V 转换为 3.3V。

GUID-20220711-SS0I-TQLX-CC4C-LMPH0GJFQCS0-low.svg图 2-4 滤波器级频率响应的仿真幅度