3.2 设计电压和电流检测电路

在这个视频中在该培训模块的 “TIDA-010037硬件设计”部分我们讨论在[听不清]设计中 用到的电路以传输电源电压与电流 到一个可以被ADS131M04 感知的电压范围 然后 主电路的额定电压 从100到240伏 需要一步步调节才能被ADC感知到 在这里 我们看到了用于该电压调节的模拟前端 由于ADS131M04可以接受负电压 所以不需要电平转换器 在这个电路中 J28是是施加电压的地方 这要么是双电压配置中性连接的 那条线 或者是单电压配置的 线间电压 在电压的模拟前端 有一个尖峰保护[听不清] 电磁干涉滤珠足迹R87 电阻器足迹R103和R104 一个分压网络 R105 R106 R107和R108 以及RC低通滤波器 R109 R110 C103 C104和C105 PGA增益为1的情况下 建议加到ADS131M04上的电压 介于+/-1.2伏特 但是 低得多的峰值电压 应用此装置 以将电压电流串扰最小化 在较低的电流下电压电流串扰 影响有功电能精度 超过电压精度如果未执行 功率偏移校准的话 为了将较低电流下的精度最大化 在这个设计中整个AC范围不用于 电压通道 由于ADS131M04装置的ADC为高精度 在这个设计中为电压通道使用降低的AC范围 仍然为测量电压 提供更高精度 这里显示的V ADC公式 展示了如何计算 某个既定的电源电压和选定的分压电阻值的 ADC通道的差分电压 对于120伏的电源电压 正如这条线和中性线间的测量值所示 电压ADC的输入信号 在双电压配置时的 电压摆幅为+/-128毫伏 对于单电压配置 电源电压为120伏如这条线和中性线之间测量值所示 240伏特将输入 该图中的前端电路 由于测量的是线间电压 而不是线到中性电压 240伏输入到前端电路产生 +/-257毫伏的电压摆幅 顶部的图片显示用于CT电流通道的 模拟前端 其中CT的正负引线连接到 接头J26的引脚1和3 电流模拟前端包括电磁干扰滤波器磁珠 R89和R90的足迹， 电流互感器的燃烧电阻 R91和R92 以及RC低通滤波器 R94 R95 C97 C98 和C99 它们的功能作为抗锯齿过滤器 还有足迹U21和U22 如果需要 可以用TVS0500代替 以提供额外的浪涌保护 如电路所示 电阻器R91和R92 是燃烧电阻器 它们彼此串联 为了获得最佳安全性能 不使用一个刻录电阻 而是使用两个相同的 串联刻录电阻 公共点接地 这种分离式刻录电阻配置 可确保扩展到ADC 正负端的波形彼此 相差180度 这将为该ADC 提供最佳TAC结果 V ADC CT公式显示了在给定的最大电流 CT匝数比和烧毁电阻值的情况下 如何计算馈送到电流 ADC通道的差分电压范围 基于R91和R92的值等于6.49 总燃烧电阻值为12.98欧姆 基于100安培的最大电流 CT匝数比为2000 本设计的总燃烧电阻为12.98欧姆 当前ADC的输入信号 具有最大正负917.7毫伏的 电压摆幅，此时采用100安培的 最大电流计。 当使用CT电流传感器时 当前通道使用的选定PGA增益为1时 此正负918毫伏最大输入电压完全 在器件的正负1.2伏输入范围内 以下是设计的一些布局 和原理图指南 一些通用的布局建议 包括使用接地层而不是接地线 将耦合电容放置在更靠近相关引脚的位置 最大限度地减少接地层中的切口 并确保接地层之间有良好的 缝合 ADS131M04的一个特定建议 以及通常具有差分输入对的器件 是保持ADC通道的两条走线 对称且彼此靠近。 例如，您可以在此处看到ADC通道AIN1N 和AIN1P引脚的走线 注意这些迹线在路由方面是如何彼此对称的 并且彼此接近 另一个建议是首先将当前通道彼此相邻 然后将电压通道 彼此相邻 这样做是为了最小化 来自电压电流电路的串扰 如果不执行功率偏移校准 则可以在较低电流下 降低有源能量精度 例如，对于使用四个通道的 两相应用，将AC通道0和1 分配为电流通道，将通道2和3 分配给电压通道 或将ADC通道 0和1分配给电压通道 和通道2和3到当前频道 另外，ADS131M04引脚排列要记住的一点是 当从一个转换器转换到另一个转换器时 ADS131M04上的AINxP和AINxN引脚的顺序会切换 例如 注意引脚3是AIN0P 引脚4是AIN0N 但引脚5是AIN1N 引脚6是AIN1P 在此设计中通过交换连接 到电压和当前端子的导线的连接 顺序来处理交换顺序 举个例子 在PCB上 J26接头左侧为负极 右侧为正极 但另一个电流端子J25 左侧为正极 右侧为负极 负文本和正文本用于指示 电流传感器的 负端子和正端子的 连接位置 因此 这表明当前传感器的 连接顺序从一个通道交换到