This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TMS320F28379D:检测电源转换器的输入电压

Guru**** 2866460 points

Other Parts Discussed in Thread: TMS320F28379D, SYSCONFIG

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1634925/tms320f28379d-sensing-input-voltage-for-power-converter

部件号: TMS320F28379D
主题: SysConfig 中讨论的其他器件

您好:

我使用 AMC1411Q1 测量 1500Vdc、从而提供差分隔离式输出。

 
我的问题是如何将该差分输出连接到 TMS320F28379D 的 12 位单端 ADC。 我使用差分运算放大器对差分输出求和并以 10kHz 截止频率对信号进行滤波(控制环路为 3、5kHz => 10kHz 滤波、因为 PWM 为 35kHz,可能此处已经存在错误)。  
然后、我想将差分运算放大器的单输出 端连接到 MCU、以避免噪声、并遵循本应用手册精密 SAR 模数转换器| Analog Devices 的前端放大器和 RC 滤波器设计我的 ADC 滤波器值为 1nF 和 250 Ω、具有 33V 基准电压、但我不理解如何将其与信号频率相关联(也许我误解了一些)。

许多参考设计将 20 Ω 和 330pF 作为 ADC 滤波器、但它们不会解释为什么、如果我遵循模拟器件指南、我会得到大致相同的值、但对于 100kHz 信号、不过 Im 检测是连续的... 我需要帮助缩小在确定过滤器尺寸时需要考虑的重要因素以及如何正确地进行调整。  

 

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Brice、

    看看您的配置、从控制和信号的角度来看、以下建议看起来是正确的:

    1 级 — 差分放大器 AMC1411Q1  输出到抗混叠滤波器:

    AMC1411Q1  输出→[R1 = 1 AMC]–10kΩ→[C1 = 10–16nF]→输入至差分至单端转换运算放大器  
    fc = 1/(2π×R1 ×C1)= 10kHz、这看起来足够好。 通常、正确的经验法则是大约 为 开关频率的四分之一或奈奎斯特频率的 1/2   
    选择足以限制电流、但又足够小、不会加载运算放大器的 R。

    2 级 — ADC 引脚 RC(节点 A 和 ADC 引脚之间):

    差分至单端转换运算放大器的 O/P →[Rs = 20 ]→–50Ω 引脚→[CP = 100–470 pF ]→AGND
    使用 20Ω/ 330pF(TI 参考设计值)。 这会在默认 ACQPS 窗口内舒适地稳定。

    在 F28379D 上 — 检查 ACQPS 设置:

    // ACQPS = 63 表示 64 个 SYSCLK 周期= 320ns((200MHz 时)
    ADC_setInterruptPulseMode (ADCA_BASE、ADC_PULSE_END_OF_CONV);
    ADC_setupSOC (ADCA_BASE、ADC_SOC_NUMBER0、ADC_TRIGGER_EPWM1_SOCA、ADC_CH_ADCIN0、63); // ACQPS = 63→64 个周期的采集
    另一个要点是将 ADC 与 PWM 同步。 由于要测量开关转换器上的直流母线、因此最佳噪声抑制来自于在最小开关噪声下(例如在 PWM=0 CTR 或 CTR = PRD 时)与 PWM 同步采样。 此工程正好实现了这一点、它有效地为您提供了比单独使用 RC 滤波器所能实现的额外噪声抑制。

    此致、

    Sumit

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好:  

    感谢您的回答、能否让您更详细地了解 ADC 滤波器值(例如 20 Ω 和 330pF)背后的原因?  

    我知道这与限制 ADC 转换过程中的采样误差有关、并确保采样电容器周围的电压纹波限制为最低有效位值的一半、但如果我尝试自行证明这些值的合理性、则会得到 250 欧姆电阻和 1nF、这是不正确的。

    查看参考设计、您建议的值通常会出现、但没有理由说明原因、这就是我想弄清楚的。

    此致

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您可以参阅以下应用手册来了解 ADC 输入电路和确定输入滤波器值: https://www.ti.com/lit/an/spracy9/spracy9.pdf 请参阅一节: 3 个示例电路设计和 4.3 个预选 Rs 和 Cs 值。 从 采集时间(以纳秒为单位)、您可以通过将其除以 ADC 时钟周期(以纳秒为单位)来计算 ACQPS 的数量。

    您还可以在最新器件(如 F28P65x)中使用与您正在使用的器件类似的 ADC C2000 软件示例、打开 SysConfig。 在该 GUI 中、您可以看到该计算器如下所示:

    此致、

    Sumit

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    好的、谢谢、完全论证的最后一步是现在精确地计算 ADCCLK 值、从而获得采集时间的准确值(ADCCLK 的倍数)。  
    我知道 TMS320F28379D 有一个可配置为 5 到 50MHz 的 ADCCLK、但我不知道为什么要选择 50MHz 或 25MHz。
    我得到了一般的想法(更快=更多的噪音,更慢=更少的噪音),但我不知道如何一切在一起:  

    1.感应直流信号  

    2.我将带宽限制为 10kHz、因为 35kHz 时的 PWM(噪声)和 3.5kHz 时的控制环路(信号不能被滤波器太失真)  

    3.我根据目标误差容差 (1/2 LSB) 和采集时间 (ADCCLK) 为 ADC 滤波器元件选择最佳值

    4.鉴于这里的参数,ADCCLK 的值是多少? 知道我检测到 10kHz 最大信号后、我需要大约 100kSPS 的数据才能获得准确的读数、并且我不仅检测到电压、还检测到电流、因此 ADC 必须足够快才能做到这一点、因为我只对每个感测值进行 1 次测量?  
    这是我遇到的问题、 如何估算 ADCCLK 的最小值以使器件平稳运行 、例如 20MHz 和 30MHz 之间的差异是什么? 与运算放大器周围的电阻器相同。 放大器不是太大也不是太小?  

    5.我确保将采样与 PWM 同步以减少噪音  

    此致

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您的步骤 1–3 和 5 是正确的。
    在第 4 步中、请查看下面的注释、以便对您的理解进行微调、从而了解整体情况:
    对于同步控制采样、在正确的时刻拍摄快照非常重要。 在 35kHz PWM 下、每个周期采样一次可得到 35kSPS、这已经比 3.5kHz 控制环路的奈奎斯特速率高出 5 倍。 这是正确的框架。  以下是 ADCCLK 对总转换时序的影响:  

    总转换时间=采样时间+转换时间=((ACQPS 周期+ 1)/ SYSCLK)+(13 个周期/ADCCLK)

    在 ADCCLK = 50MHz 时:= 320ns + 260ns =每次转换 580ns
    在 ADCCLK = 25MHz 条件下:= 320ns + 520ns =每次转换 840ns
    在 ADCCLK = 20MHz 时:= 320ns + 650ns =每次转换 970ns

    在本例中:对于 35kHz PWM 下的 2 个通道(电压+电流):
    PWM 周期= 1/35kHz = 28.57µs
    在 50MHz ADCCLK 条件下:2 × 580ns = 1.16µs 总使用周期→4%
    在 20MHz ADCCLK 条件下:2 × 970ns = 1.94µs 总使用周期→7%

    简而言之、20MHz 和 50MHz 都可以为您的案例正常工作。 因此、最终会进行权衡。

    ADCCLK 转换时间 噪声 使用场合
    50MHz 260ns 大约 50% 需要更大的吞吐量、例如控制循环性能增强(每个周期有许多 SOC)或更多参数来感应控制。 布局需要稳健可靠以降低噪声敏感性。
    25MHz 520ns 降低 敏感测量和噪声关键型布局
    20MHz 650ns 最低 保守/有噪声的电路板布局布线

    请告诉我这是否合理。

    此致、

    Sumit