ZHCU929 December   2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 系统设计原理
      1. 2.2.1 检测原理
      2. 2.2.2 饱和区
      3. 2.2.3 常规工作模式
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 DRV8220
      2. 2.3.2 OPAx202
      3. 2.3.3 TLVx172
      4. 2.3.4 TLV7011
      5. 2.3.5 INA293
      6. 2.3.6 SN74LVC1G74
      7. 2.3.7 TLV767
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件
      1. 3.1.1  电路板概述
      2. 3.1.2  滤波器级
      3. 3.1.3  差分至单端转换器
      4. 3.1.4  低通滤波器
      5. 3.1.5  全波整流器
      6. 3.1.6  直流偏移电路
      7. 3.1.7  自振电路
        1.       31
      8. 3.1.8  DRV8220 H 桥
      9. 3.1.9  饱和检测电路
      10. 3.1.10 由 DFF 控制的 H 桥
      11. 3.1.11 MCU 选择
      12. 3.1.12 放弃计时器采集
      13. 3.1.13 区分同一信号的直流和交流
      14. 3.1.14 磁通门传感器
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 故障检测软件说明
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 接地故障模拟
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 温度范围内的线性度
    5. 3.5 故障响应结果
  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 物料清单
    2. 4.2 文档支持
    3. 4.3 支持资源
    4. 4.4 商标
  10. 5作者简介

3.1.2 滤波器级

滤波器级的三个目标是获得接地故障检测信号，滤除自振电路产生的噪声，并校正磁通门磁芯所固有的直流偏置。

滤除从负载电阻器到 ADC 的信号路径中的噪声。噪声过大可能会触发误跳变。噪声的主要来源是由产生 DRV8220 开关的自振电路引起的开关。自振开关频率随磁通门传感器磁导率、负载电阻或调节饱和检测电路而变化。用于测试的 Hitachi 纳米晶磁芯在 600Hz 至 800Hz 之间，负载电阻为 1kΩ。

在故障期间，滤波器级输出 ADC 读取的可检测信号。当滤波器级输出信号超过阈值且 MCU 确定故障类型时，会发生故障跳变，因为交流和直流故障具有可在软件内调节的单独跳变阈值。

在这个增益为 20dB 的设计中，6mA 的直流故障会输出 200mV 的失调电压。30mARMS 的交流故障会输出 600mV 的峰值。可以增大增益，确保跳变阈值低于运算放大器的电源轨。

滤波器级旨在使故障信号增益 20dB 并使频率衰减 70Hz 以上。图 3-3 突出显示了由差分到单端有源低通滤波器和全波整流器组成的接收器电路。添加了直流偏移电路来代替 R23，减轻纳米晶磁芯的偏差。

GUID-20220727-SS0I-BJGN-RKDP-H9MGQXZRMDSN-low.gif图 3-3 滤波器级原理图

使用的滤波器拓扑结构是 MFB 拓扑结构（有时称为无限增益或 Rauch），由于对元件变化的敏感性较低，因此通常是首选。MFB 拓扑可创建一个反相二阶级。这种反相可能是滤波器应用中的一个问题。根据元件选择，MFB 滤波器电路可配置为低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器。对于此应用，使用了具有巴特沃斯型响应的四阶低通滤波器。