TIDA-00661

用于空气断路器的高分辨率、快速启动模拟前端参考设计

TIDA-00661

设计文件

概述

TIDA-00661 参考设计采用在空气断路器 (ACB) 或塑壳断路器 (MCCB) 中使用的电子跳闸单元 (ETU) 的信号处理前端子系统。此子系统包含具有 24 位分辨率和快速设置 (< 3ms) 的 Delta-Sigma ADC、±2.5V 稳压器、用于连接 ADC 并处理输入的 FRAM 微控制器 (MCU)。此子系统用于启动、计算全周期 RMS 电流、制定决策并在 30ms 内向电磁阀提供跳闸信号。

特性
  • 测量 10V 到 750V 和 50mA 到 25A 范围的交流输入,精度在 ±1% 内,并具有固定增益
  • 电压和电流输入接入到具有快速设置 (< 3ms) 的 24 位 Delta-Sigma ADC
  • 通过采用 Fly-Buck 配置的直流/直流转换器生成电源输出 (2W/8W)
  • 允许测量 3 种接地故障电流输入,并将单个增益运算放大器接入到 MCU 的 12 位内部 ADC
  • 提供了板载分压器来测量交流输入电压,并提供负载电阻来连接外部 CT 次级输入以进行电流测量
  • 稳压器生成 3.3V 和 5V(MCU 和 ADC 板)、±2.5V 和 3V(ADC 模拟电源)
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

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ZHCU198B.PDF (4057 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRJM0.ZIP (1380 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRJM1.ZIP (504 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDRJM4.ZIP (9909 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCBM6.ZIP (660 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDRJM3.ZIP (2825 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

Precision ADCs

ADS131E08S用于电源监控和保护、具有快速启动功能的 24 位 64kSPS 8 通道同步采样 Δ-Σ ADC

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LM50177.5V-100V 宽输入电压、600mA 恒定导通时间同步降压稳压器

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AC/DC 和 DC/DC 转换器(集成 FET)

LM5160LM5160 宽输入 65V、2A 同步降压/Fly-Buck™ 转换器

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MSP430 微控制器

MSP430FR5969具有 64KB FRAM、2KB SRAM、AES、12 位 ADC、比较器、DMA、UART/SPI/I2C 和计时器的 16MHz MCU

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并联电压基准

LM4041B精度为 0.2% 的可调节精密微功耗并联电压基准

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模拟温度传感器

LMT87具有 -13.6mV/°C 增益的 ±2°C 2.7V 至 5.5V 模拟输出温度传感器

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比较器

LM2903双通道差分比较器

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监控器和复位 IC

LM8364具有低静态电流和 2.5% 阈值精度的低电平有效电压监控器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS723具有使能功能的 200mA、负电压、可调节低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS732具有反向电流保护和使能功能的 250mA 高精度超低压降稳压器

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通用运算放大器

LMV614四路、5.5V、1.5MHz、RRIO 运算放大器

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
技术文章 What’s the big deal about circuit breakers? PDF | HTML 2017年 8月 1日
设计指南 适用于空气断路器(ACB) 的基于Δ-Σ ADC 的高分辨率、快速 启动AFE 参考设计 (Rev. B) 英语版 (Rev.B) 2017年 5月 11日

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TIDA-00498 面向断路器应用的信号处理子系统和基于电流输入的自供电 (ACB/MCCB)

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