EVALSTPM-3PHISO, utvärderingskort för elmätare

STMicroelectronics tillämpningskort EVALSTPM-3PHISO är baserat på ST:s analoga front-end STPMS2 för mätningar, applikationsprocessorn STPM32f42143RH och STISO621W, som erbjuder galvanisk isolering mellan de tre faserna i mätningsapplikationen. Utvärderingskortet EVALSTPM-3PHISO har en komplett 3-fasig energimätare med billiga shunt-strömsensorer.

Lösningen är baserad på STPMS2-enheten, en dubbelkanalig, 24-bitars andra ordningens Sigma/Delta-modulator, som mäter spänning och ström för varje fas genom en spänningsdelare och en shunt-strömsensor. Avkänningskretsarna och kretskortslayouten är optimerade för att maximera signal-till-brus-kvotet för optimal precision. STPMS2 översamplar signalen med hjälp av en 4 MHz klocka som distribueras på ett synkroniserat vis av microcontrollern och matar ut spänning och ström som sigma/delta-bitströmmar multiplexat till samma pinne.

Tvåledarkommunikationen mellan STPMS2-modulatorn och microcontrollern är isolerad av det 6 kV galvaniskt isolerade dubbelkanaliga och dubbelriktade gränssnittet STISO621W, vilket möjliggör upp till 100 Mbit/s datahastighet och låg pulsdistorsion (<3 ns) för säker och snabb dataöverföring mellan isolerade domäner. Den fasta programvaran som är inbäddad i enheten utnyttjar DFSDM-filtren på STM32F413RH för att konvertera de sex bitströmmarna till 24-bitars spännings- och strömdata med 200 µs mellanrum. Alla mätparametrar beräknas i realtid periodiskt med 200 µs intervall.

Två lysdioder finns för aktiv och reaktiv pulsgenerering. Den fasta programvaran implementerar även en virtuell com port-kommunikation för att enkelt komma åt interna parametrar för att läsa mätdata, modifiera den interna konfigurationen för hög flexibilitet i tillämpningen och för att kalibrera kortet.