ZHCUCS6 February   2025 AMC131M03 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
    2. 1.2 终端设备
    3. 1.3 电表
    4. 1.4 电能质量监测仪，电能质量分析仪
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 电压测量模拟前端
      2. 2.2.2 用于电流测量的模拟前端
      3. 2.2.3 XDS110 仿真器
      4. 2.2.4 Bluetooth® 数据传输
      5. 2.2.5 两个模块之间的 Bluetooth® 连接
      6. 2.2.6 Bluetooth® 到 UART 连接
      7. 2.2.7 使用 TMAG5273 线性 3D 霍尔效应传感器进行磁篡改检测
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1  MSPM0G3507
      2. 2.3.2  AMC131M03
      3. 2.3.3  CDC6C
      4. 2.3.4  RES60A-Q1
      5. 2.3.5  TPS3702
      6. 2.3.6  TPD4E05U06
      7. 2.3.7  ISOUSB111
      8. 2.3.8  LMK1C1104
      9. 2.3.9  MSP432E401Y
      10. 2.3.10 TPS709
      11. 2.3.11 TMAG5273
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 计时系统
        1. 3.1.1.1 BAW 振荡器
        2. 3.1.1.2 晶体振荡器
        3. 3.1.1.3 PWM
        4. 3.1.1.4 时钟缓冲器
      2. 3.1.2 SPI 总线配置
      3. 3.1.3 LED 和 UART 的跳线设置
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 用于 PC GUI 通信的 UART
      2. 3.2.2 直接存储器存取 (DMA)
      3. 3.2.3 ADC 设置
      4. 3.2.4 校准
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 与测试设置的连接
      2. 3.3.2 电源选项和跳线设置
        1.       51
      3. 3.3.3 注意事项和警告
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 电表计量精度结果
      2. 3.4.2 辐射发射性能
  10. 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 BOM
      3. 4.1.3 PCB 布局建议
        1. 4.1.3.1 布局图
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

3.4.1 电表计量精度结果

为了测试电表配置中的计量精度，使用源发生器向 TIDA-010244 提供电压和电流。在此设计中，三个相位均使用了 120V 标称电压（在相线和中线之间）、10A 校准电流和 60Hz 标称频率，相位校准在 60° 进行。

在累积有功和无功电能测试中，对每个相位的电能读数之和进行精度测试。对于累积有功电能误差和累积无功电能误差测试，电流范围为 100mA 至 100A。对于累积有功电能，在馈入参考设计的电压和电流波形之间施加 0° (PF = 1)、PF = 0.5i（电感）和 PF = 0.8c（电容）的相移。根据有功电能输出脉冲的误差，针对三个 PF 值创建了一个有功电能百分比误差与电流间的关系图。

对于累积无功电能误差测试，遵循了类似的过程（但未使用 90° (sin ϕ = 1i)、sin ϕ = 0.5i（电感）和 sin ϕ = 0.8c（电容）相移），并且绘制了累积无功电能误差。

所有这些测试均使用 AMC131M03 器件的 4ksps 采样率设置运行。

对于 A 相的 VRMS 精度测试，电压在 10V 至 270V 范围内变化，而电流稳定在 10A。对于 A 相上的 IRMS 精度测试，电压稳定在 120V，而电流在 0.025A 至 100A 范围内变化。

以下两张有功功率和无功功率图符合 IEC 62053-22 的 0.2S 和 0.5S 级精度限值，假设 Inominal = 15A；因此 Inominal 的 5% 点位于 750mA 处。

通过五个测试系列计算每次测量的平均误差，按顺序针对每个电流值进行测量，然后计算这五个测量值的最大偏差（在下面的图中未显示），以确认该计量子系统的稳定性低于允许最大误差的 10%。

对于以下测试结果，对电表应用了增益、相位和偏移校准。在更高的电流下，所示的百分比误差主要由分流电阻漂移决定，这种漂移是由于高电流产生的热量增加引起的。

使用以下各项的校准值数据记录测试数据：

  • V_in =120V
  • I_in = 10A
  • 在 60° 校准相位
  • 相位 = 3
  • ACT 和 REACT 的电能脉冲 = 6400
  • 室温
表 3-3 有功电能百分比误差与电流间的关系，200µΩ 分流电阻
电流 (A) 平均误差 %
PF = 1，
cos ϕ = 0°		 限值 (%)
[0.2 级]
IEC 62053-22
(PF 0.5i/0.8c)		 限值 (%)
[0.5 级]
IEC 62053-22
(PF 0.5i/0.8c)		 平均误差 %
PF = 0.5i，
cos ϕ = 60°		 限值 (%)
[0.2 级]
IEC 62053-22
(PF 0.5i/0.8c)		 限值 (%)
[0.5 级]
IEC 62053-22
(PF 0.5i/0.8c)		 平均误差 %
PF = 0.8c，
cos ϕ = -36.87°
0.1 0.05 0.4 1 -0.0062 0.5 1 0.0844
0.5 0,022 0.4 1 0.0088 0.5 1 0,052
0.75 0,019 0.4 1 -0.0044 0.5 1 0.0484
1.5 0,014 0.2 0.5 -0.0126 0.3 0.6 0,044
3 0,016 0.2 0.5 -0,016 0.3 0.6 0.0522
7.5 0,008 0.2 0.5 -0.0488 0.3 0.6 0.0546
15 -0,006 0.2 0.5 -0.0556 0.3 0.6 0.0368
30 -0,013 0.2 0.5 0.0116 0.3 0.6 0.0154
60 -0,037 0.2 0.5 -0.0398 0.3 0.6 -0,018
75 -0,082 0.2 0.5 -0.1036 0.3 0.6 -0,058
100 -0,096 0.2 0.5 -0.2234 0.3 0.6 -0,118
TIDA-010244 有功电能 % 误差图 3-3 有功电能 % 误差
表 3-4 无功电能 % 误差与电流间的关系，200µΩ 分流阻值
电流 平均误差 %
sin ϕ = 1i (90°)		 限值 (%)
[1 级]		 限值 (%)
[0.5 级]		 平均误差 %
sin ϕ = 0.5i (30°)		 限值 (%)
[1 级]		 限值 (%)
[0.5 级]		 平均误差 %
sin ϕ = 0.8c (-53.13°)
0.1 -4.6028 -9.0318 6.3002
0.5 -0.8614 3 2 -1.6634 1.3914
0.75 -0.5374 3 2 -1.0236 0.9742
1.5 -0.2142 2 1 -0.4482 3 2 0,543
3 -0.0452 2 1 -0.1348 2 1 0,334
7.5 0.0504 2 1 0.0656 2 1 0,194
15 0.0796 2 1 0,112 2 1 0.1502
30 0.1006 2 1 0.1416 2 1 0.1354
60 0.0904 2 1 0.1272 2 1 0.1026
75 0.0608 2 1 0.1004 2 1 0.0746
100 -0.0642 2 1 0.0532 2 1 -0.0596
TIDA-010244 无功 % 电能误差（三相）图 3-4 无功 % 电能误差（三相）
表 3-5 120V 时的电流 RMS % 误差，200µΩ 分流阻值
电流 (A) A 相 B 相 C 相
% 差分 % 差分 % 差分
0,025 -3,583 -2.67 -6,677
0.05 -1,306 -1,051 -2,144
0.1 -0,382 -0.35 -0,268
0.25 -0,076 -0,097 -0,095
0.5 -0,021 -0.06 -0,013
1 -0,025 -0,109 -0,014
2 -0.01 -0,066 0.0025
5 -0.04 -0,093 0.0098
10 -0,051 -0,095 -0,021
20 -0,038 -0,075 0,011
30 -0,038 -0,072 0.01
40 -0.01 -0,055 -0,002
50 0.0114 -0.07 0.0006
60 -0,021 -0,071 0.0157
70 -0,015 -0,032 0.0353
80 0.0007 0,008 0.0733
90 0.03 0,063 0.0974
100 0.0462 0.05 0.0648

以下是全部三相的电流误差图：

TIDA-010244 120V、200µΩ 分流时，A、B 和 C 相的电流 RMS % 误差图 3-5 120V、200µΩ 分流时，A、B 和 C 相的电流 RMS % 误差
表 3-6 10A 时的电压 RMS % 误差，200µΩ 分流阻值
电压 (V) A 相 B 相 C 相
% 差分 % 差分 % 差分
9 0,088 0.0856 0.0633
10 0,097 0.05 0.06
30 0,093 0.0463 0,043
50 0,031 0.0238 0.0178
70 0.03 0.0027 0.0084
90 0,022 0.0059 -0,006
100 0,073 -0,013 -0,016
120 -0,013 -0,014 -0,026
140 -0,047 -0.05 -0,021
160 -0,054 -0,066 -0.05
180 -0,046 -0,069 -0,071
200 -0.07 -0,089 -0,063
220 -0,098 -0,107 -0,089
230 -0,097 -0,112 -0,096
240 -0,084 -0,108 -0.1
260 -0,137 -0,126 -0,118
270 -0.13 -0,138 -0,138

以下是全部三相的组合图：

TIDA-010244 电 10A、200µΩ 分流时，A、B 和 C 相的电压 RMS % 误差图 3-6 电 10A、200µΩ 分流时，A、B 和 C 相的电压 RMS % 误差