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  • 基于三相分流的电能计量参考设计

    • ZHCUCS6 February   2025 AMC131M03 , MSPM0G1507

       

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  • 基于三相分流的电能计量参考设计
  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
  12. 重要声明
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Design Guide

基于三相分流的电能计量参考设计

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说明

此参考设计使用隔离式高性能多通道模数转换器 (ADC) 实现 0.2S 级三相电能测量，此转换器在 4kHz 下对分流电流传感器进行采样，以测量交流电源各相的电流和电压。此参考设计在宽输入电流范围 (0.05A – 100A) 内具有高精度，还支持实现独立谐波分析等电能质量功能所需的更高采样频率。使用 TI Arm® Cortex®-M0+ 主机微控制器计算计量参数时，可支持高达 16ksps 的更高 ADC 采样率。

资源

TIDA-010244设计文件夹
MSPM0-SDK工具文件夹
MSPM0G3507、AMC131M03产品文件夹
LMK1C1104、ISOUSB111产品文件夹
TMAG5273、MSP423E401Y产品文件夹
RES60A、CDC6C、CC2340R5产品文件夹
TIDA-010244 请咨询 TI E2E™ 支持专家

特性

  • 电表三相计量，符合 1000:1 输入范围的 0.2S 级有功电能精度要求
  • 支持具有分流的三相四线 (3P4W) 或三相三线 (3P3W) 系统
  • 有功和无功电能和功率、均方根 (RMS) 电流和电压、功率因数以及线路频率计算
  • 带板载 XDS110 调试探针的隔离式 USB Type-C® 隔离值为 5kVRMS，在 100mA 至 100A 输入范围和 100V 至 270V 间进行了测试
  • 能够使用线性 3D 霍尔效应传感器检测磁篡改
  • 能量计量软件，脉冲输出连接到参考测试系统，并在 Microsoft® Windows® PC GUI 上显示结果

应用

  • 电表
  • 电源品质测定器
  • 电能质量分析仪
  • 交流充电（桩）站

TIDA-010244
TIDA-010244

1 系统说明

TIDA-010244 是采用四个 4 通道独立隔离式 AMC131M03 ADC 和具有成本效益的 MSPM0G3507 微控制器 (MCU) 的 0.2S 级高精确度三相并联电表参考设计。此参考设计还可用于在电动汽车充电器和交流壁挂式充电箱等常用产品中进行电能计量。三个隔离式 ADC 中的每一个（每相一个）均感测相应相位 A、B 或 C 上的市电电压和电流，非隔离式 ADC 则用于通过分流器监测中性线的电流。

TIDA-010244 固件专门支持三相电能测量和一条中性线的多种计量参数计算。可以从校准 GUI 或通过连接到参考测试系统的 ACT 和 REACT 脉冲输出查看这些参数：

  • 总的和每相的有功 (kWh)、无功 (kvarh) 和视在电能 (kVAh)，具有脉冲生成输出
  • 总的和每相的有功 (kW)、无功 (kvar) 和视在功率 (kVA)
  • 每相电压和电流的均方根 (RMS)
  • 功率因数
  • 线路频率

 
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