基于EVALST-3PHISOSD评估板的三相电流测量系统技术解析

STMicroelectronics EVALST-3PHISOSD评估板采用完整的三相电流表，设有低成本分流电流传感器。该解决方案基于ISOSD61器件，ISOSD61是一款单通道、电隔离、二阶Σ-Δ调制器，通过分流电流传感器测量每个相位的电流。传感电路和PCB布局经过优化，可最大限度地提高信噪比，实现最佳精度。

数据手册：*附件：STMicroelectronics EVALST-3PHISOSD评估板数据手册.pdf

STMicroelectronics ISOSD61通过微控制器同步的时钟（高达15MHz）输出电流Σ-Δ位流，并对信号进行过采样。该解决方案中嵌入的固件利用STM32F413RH的DFSDM滤波器，以可选的采样率将三个位流转换为24位电流数据。该固件还采用虚拟COM端口通信，可轻松访问内部参数，以读取数据并校准电路板。

特性

• 三个通道，可提供可抽取的电流样本
• 在具有shell命令的虚拟COM端口模式下，通过USB进行通信
• 可选采样频率和测量带宽
• 相间电流隔离为6kV，爬电距离和电气间隙为8mm

板功能描述

基于EVALST-3PHISOSD评估板的三相电流测量系统技术解析‌

一、核心架构与工作原理

1. ‌系统组成‌
   • ‌主控单元‌：STM32F413RH微控制器，内置DFSDM滤波器用于数据处理
   • ‌传感核心‌：ISOSD61单通道隔离式Σ-Δ调制器（支持最高15MHz时钟）
   • ‌连接接口‌：USB虚拟COM端口，支持命令行配置
2. ‌测量机制‌
   • 采用低成本分流器进行三相电流采样
   • 通过同步时钟驱动Σ-Δ调制器输出比特流
   • DFSDM滤波器将比特流转换为24位精度电流数据

二、关键技术特性深度剖析

1. ‌电气隔离性能‌
   • 相间隔离耐压：6kV
   • 安全间距：8mm爬电距离与电气间隙
   • 符合工业环境安全标准
2. ‌信号处理能力‌
   • 三通道电流解耦采样
   • 可编程采样频率与测量带宽
   • 优化的PCB布局与传感电路设计，最大化信噪比

三、固件架构与通信协议

1. ‌数据处理流程‌
   • 实时接收ISOSD61输出的Σ-Δ比特流
   • 通过DFSDM滤波器进行数字滤波
   • 输出24位电流数据（采样率可配置）
2. ‌用户交互接口‌
   • 虚拟COM端口通信模式
   • 支持shell命令访问内部参数
   • 提供数据读取与板级校准功能

四、典型应用场景

1. ‌工业驱动系统‌
   • 电机驱动电流监控
   • 功率逆变器电流检测
   • 可再生能源发电系统
2. ‌测量优势‌
   • 高精度24位电流测量
   • 灵活的采样率配置
   • 完整的电气隔离保护

五、设计要点与注意事项

1. ‌时钟同步要求‌
   • 需确保向各ISOSD61器件提供同步时钟
   • 时钟频率最高支持15MHz
2. ‌校准机制‌
   • 通过固件内置校准功能调整测量精度
   • 支持命令行动态参数配置