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适用于并联电流测量的电流感应数据采集方案-电路设计

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简介:
本方案提出了一种专为并联电流环境设计的数据采集方法及电路,高效准确地实现了电流感应与数据收集,适用于电力电子、工业控制等领域。 这一经过验证的设计采用了AMC1304M25隔离式ΔΣ调制器与TMS320F2837D微控制器来实施隔离电流感应数据采集解决方案,专为并联电流测量应用设计,如工业电机驱动、光伏逆变器和电能计量。该方案能够精确地测量-10A到+10A的负载电流,并且未校准精度可优于0.3%;此外还提供高分辨率通道及额外过流或短路检测功能。 为了验证此设计的功能与性能,制作了三块PCB板并测试直流和交流输入信号的结果以对比电路的设计目标。该特性经过确认的方案涵盖了原理、组件选择、TINA-TI仿真结果、测量数据以及PCB布局等细节,并提供了一种修改后的电流隔离式感应解决方案,在78.1 kSPS时输出为16位,精度小于0.3%,信噪比(SNR)最小值达到78dB。

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    本方案提出了一种专为并联电流环境设计的数据采集方法及电路,高效准确地实现了电流感应与数据收集,适用于电力电子、工业控制等领域。 这一经过验证的设计采用了AMC1304M25隔离式ΔΣ调制器与TMS320F2837D微控制器来实施隔离电流感应数据采集解决方案,专为并联电流测量应用设计,如工业电机驱动、光伏逆变器和电能计量。该方案能够精确地测量-10A到+10A的负载电流,并且未校准精度可优于0.3%;此外还提供高分辨率通道及额外过流或短路检测功能。 为了验证此设计的功能与性能,制作了三块PCB板并测试直流和交流输入信号的结果以对比电路的设计目标。该特性经过确认的方案涵盖了原理、组件选择、TINA-TI仿真结果、测量数据以及PCB布局等细节,并提供了一种修改后的电流隔离式感应解决方案,在78.1 kSPS时输出为16位,精度小于0.3%,信噪比(SNR)最小值达到78dB。
  • 隔离式参考-
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    本参考设计提供一种用于电流分流和电压测量的隔离式解决方案,适用于需要电气隔离的应用场景。通过先进的电路技术确保信号准确传输的同时保障系统安全。 参考设计在C2000 TMS320F28377D Delfino微控制器中实现了AMC130x加强版隔离式Delta-Sigma调制器以及集成式的正弦滤波器,使用户能够评估电机电流、逆变器电压和直流链路电压的性能。该套件包含固件来配置正弦滤波器、设置PLL频率并接收来自正弦滤波器的数据。 此设计采用新型AMC130x加强版隔离式Delta-Sigma调制器,对三相电机电流和电压进行隔离式的分流反馈测量,并使用集成在C2000 F2837xD双核Delfino微控制器中的Sinc3数字滤波器。校准准确度为±0.2%,未校准时的误差小于2%;故障保护响应时间少于4uSec。 设计中还包括通过运行时GUI对调制器时钟、正弦滤波器参数以及电流和电压波形进行全面性能分析的功能,且经过测试符合IEC61800(EMC要求)标准。此外,附件包含重要的芯片信息如TPS7A30线性稳压器 (LDO)、TLV70424低压降稳压器以及SN6501变压器驱动器等。 该设计利用了TI的多种器件:例如TPS55340升压转换器和TPS54232降压转换器,这些器件为系统提供了高效的电源管理。同时,设计还使用了REF3012电压基准、OPA211运算放大器等关键元器件来确保系统的精确度与稳定性。 此设计方案不仅展示了AMC130x调制器在电机控制中的应用潜力,同时也突显了F2837xD微控制器的高性能特性。
  • 霍尔
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    本设计旨在介绍一种基于霍尔效应原理的电流传感器电路方案,通过优化磁路结构和信号处理算法提高测量精度与响应速度。 为了克服霍尔电流传感器在电流动态测试范围小、线性度低以及频带宽度不足的问题,设计了一种零磁通型霍尔电流传感器。该传感器利用零磁通原理,通过检测二次线圈的反馈电流来计算一次侧被测电流的大小。具体实现中,使用REF232电压基准芯片为HW300B型霍尔元件提供工作电流,并采用AD620仪器放大器对产生的霍尔电压进行放大处理。测试结果显示,该传感器在电流动态测试范围上比同类产品提高了50%,线性度可达到输入电流的0.2%,频带宽度可达300kHz。
  • 霍尔
    优质
    本设计探讨了霍尔电流传感器在不同应用中的电路方案,包括其工作原理、优点及实际应用案例。通过优化信号处理和提高精度,实现高效可靠的电流检测与监控系统。 为解决霍尔电流传感器在电流动态测试范围小、线性度低以及频带宽度不能满足实际工程需求的问题,设计了一种零磁通型霍尔电流传感器。该传感器利用零磁通原理,通过检测二次线圈的反馈电流来计算一次侧被测电流的大小。 具体实现上采用了REF232电压基准芯片为HW300B型霍尔元件提供工作电流,并使用仪器放大器AD620对产生的霍尔电压进行放大。测试结果显示,该传感器在电流动态测试范围方面比同类型产品提高了50%,线性度可以达到输入电流的0.2%,频带宽度可扩展至300 kHz。
  • 策略
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    本方案专注于电流检测电路的设计策略,涵盖高精度、低功耗及宽范围电流测量技术,旨在为各类电子设备提供高效可靠的电流监测解决方案。 电流检测电路设计方案(一) 低端检流电路的检流电阻串联到地线回路中,而高端检流电路则将检流电阻连接至高电压端。这两种方法各有特点:低端方式在地线上增加了额外的电阻;而高端方式需要处理较大的共模信号。 图1 展示了以地电平为参考点的低端检流运放设计,其中检流电阻连接到正相输入端。这种配置下的运放输入信号中的共模电压范围是(GNDRSENSE*ILOAD)。尽管低端检流电路结构相对简单,但它在某些故障状态下无法检测出问题,可能导致负载处于危险状态。采用高端检流方案可以解决这些问题。
  • 汇总
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    本文章汇集多种电流检测电路设计方案,旨在为工程师和技术人员提供全面的技术参考和创新思路。通过分析不同应用场景的需求,文章深入探讨了高精度、低功耗及低成本等特性在实际产品开发中的应用与挑战,助力读者优化电路设计,提升系统性能。 本段落主要介绍六款电流检测电路的设计方案,接下来让我们一起学习一下。
  • IM1281B 模块功率模块
    优质
    IM1281B电能计量模块专为交流充电桩设计,精准监测电参数并收集电量数据。适用于电压、电流及功率的精确测量,确保充电系统的高效运行与能耗管理。 IM1281B单相交流电能计量模块能够采集监测交流电压、电流、有功功率、功率因数、频率、电能及温度等多种电气参数。该产品采用工业级设计与制造工艺,具备双隔离采样功能,并支持嵌入式安装,确保使用安全可靠。 此外,IM1281B兼容MODbus-RTU和DL/T645-2007通信协议,便于实现数据传输及应用操作的简化。此产品已通过计量院测试并获得CE认证、RoHS环保标准认证。
  • ACS712直/交器示例代码与-
    优质
    本资料提供详细的ACS712电流传感器示例代码和应用指南,涵盖直流及交流电流检测。内容包括原理介绍、硬件连接及软件编程实例。适合电子爱好者和技术工程师参考学习。 ACS712 直流/交流电流测量传感器具有量程大、简单易用、体积小巧、无需焊接及精度较高等特点,适用于直流和交流电流的测量,最大可测值为20A。该传感器电路板设计有高压隔离功能,确保使用安全。模块输出电压与所测电流呈线性关系,并采用Gravity 3P接口实现即插即用。 引脚说明如下: - 技术规格:供电电压5.0V;测量范围直流0至±20A、交流0至17A(RMS);容许电压为220V AC和311V DC。 - 相对误差:±3%; - 尺寸:39mm * 22mm * 17mm; - 接口类型:Gravity PH2.0-3P 模拟接口; - 重量:18g。 示例代码中包含以下函数: 1. `float readDCCurrent(int Pin)`,用于测量直流电流。 2. `float readACCurrent(int Pin)`,用于获取交流电流的有效值。根据实际需求选择相应的函数调用即可,不可同时使用两个函数。
  • PCB.zip__
    优质
    本项目为电力行业设计的PCB.zip方案,专注于电力数据采集与电流监控。通过精准的数据分析和实时监测,确保电力系统的高效运行及安全稳定。 该系统主要实现电压电流的采集与转换功能,将380V电压转变为5V,并建立市电与计算机之间的连接。
  • ECG心脏活动系统板-
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    本项目旨在设计一种高效的心电图(ECG)心脏电活动数据采集系统板,专注于优化电路设计方案以实现精准、稳定的生理信号捕捉。 ECG(心电图)通过将心脏肌肉活动中的离子极化与去极化转换成可测量的电信号来工作,并且可以通过检测这些信号确定正常心脏波标志及异常情况之间的关系。为了确保准确性,该系统使用模块化的高精度模拟前端、后置增益滤波器、输入驱动电路、基准和模数转换调节电路设计。此外,还推荐了低功耗的高精度替代组件以及适合特定需求定制的功率器件。 心电图数据采集板采用了独特的LEAD I ECG测量方法,并基于离散模拟元件构建而成。具体而言,通过使用OPA2333作为仪表放大器并采用18位ADS8881 SAR ADC将信号数字化来实现低功耗设计。该ECG数据采集系统的设计要求包括: - 总功耗小于1mW - 分辨率:18位 - 输入范围:0到3V直流电 - 吞吐采样速率:每秒1万次(ksps) - 数字电源电压:3.3V直流电 - 模拟输入带宽:200Hz 设计目标、模拟和实际测量的ECG性能进行了比较。此外,还提供了心电图数据采集系统板PCB布局的照片以供参考。 该设备的设计不仅确保了低功耗运行,同时还达到了高精度的要求,并且能够适应各种特定的应用需求。