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[参考译文] TIDA-01385:自供电交流电流传感器设计

Guru**** 2595770 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-01385

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/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/1380484/tida-01385-design-of-a-self-powering-ac-current-sensor

器件型号:TIDA-01385

工具与软件:

我想按照以下概念设计一款自供电交流电流传感器:  

此自供电交流电流传感器应包含一个分离磁芯电流互感器并通过交流导体供电。 传感器通过能量收集为自身供电、即 Loxone 空气模块(MCU +发送器单元)。 当收集到足够的能量时、系统切换到进行测量。 这意味着能量收集器件被关闭、而电流互感器被切换至一个分流电阻器、从中测量压降、从而可以推断电流。 由于交流电来自电流互感器、并且只需测量 RMS、因此在 MCU 的 ADC 读取该值之前、可能还需要"RMS 至直流转换器"。 记录当前值后、MCU 返回睡眠模式、传感器返回收集模式。 当没有初级电流流动时、多余的能量将存储在超级电容器中。 应再次唤醒 MCU、以便使用唤醒引脚进行下一次测量。 如果可能、MCU 应该在电量完全耗尽之前发送一个"最后一次将"。 当电流再次流动且有足够的能量可用时、MCU 应该会重启。

TI 是否有任何参考设计、或者设计是什么样的。 有什么 TI 有用的组件可以用于此传感器等吗  

我怎么能解决这个问题,怎么可能会死像这样。  

感谢您的帮助;)

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    您好、Jonas:

    我不确定 概念的哪一部分会给您带来设计上的麻烦。 设计 MCU 器件并不困难、CT 收集电路也是如此(TIDA-01385已具有 CT 收集电路)。

    所以我将回答 RMS 至直流部分:

    通常 有两种方法从交流信号获取 RMS 值、这两种方法都要求交流信号采样具有直流失调电压:

    当您的 MCU 对交流信号进行采样时、最简单的方法是 将交流电流保存在存储器中  、并每50Hz (如果您所在区域采用60Hz 电网、则为60Hz)计算其平均值。 然后可以通过 RMS=1.11*AVG 计算理想正弦波的 RMS 值。

    另一种方法是计算实数 RMS。  例如、您在交流电网的每个周期内采样400次(N=400)、每次您将得到一个 u1、u2、u3、...、u400 (采样结果)。 然后、可通过以下公式计算 RMS 值:

    此致、

    Travis

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    尊敬的 Travis:

    感谢您的答复。 目前、我的重点是能量收集和电源管理器件、但测量也是我项目的一个重要方面。

    在测量中、我使用电流互感器、而不是霍尔电流传感器。 电流互感器会提供电流、应连接到低电阻(分流电阻)。 在上述电路中、电流互感器直接连接到 OPV、后者通常具有高输入阻抗、不应直接连接到电流互感器。 因此、需要分流电阻。

    您是否有如上所述的电源管理设计?

    谢谢、此致、

    Jonas Koblmüller á

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    如何处理收集和测量之间的切换、确保来自电流互感器的收集器件断开并切换到分流电阻器进行测量? 此外、如何在电路设计中纳入唤醒和最后意愿功能?

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    您好、 Jonas:

    很抱歉这么 晚才回复。 我们花了一点时间来确认负责此设计的组织、现在我将使用该主题。

    需要额外的 ISO 电路来对交流二次电流进行采样、因为 CT (VAC1、VAC2)与控制电路不共用接地:

    可以通过几种方法对交流电流进行采样:

    对整流电流采样以计算 RMS 值。 由于整流二极管的 Vf、这将是粗略采样。 但是、此整流电流可以使用 MCU 在同一接地上测量、因此不需要隔离电路。

    2.另一种方法是应用霍尔 IC。  

     

    可以使用隔离放大器来替代霍尔、但 隔离放大器需要正面和背面都有电源轨、所以很难做到这一点:

    此致、

    Travis