78M6610+LMU评估套件使用指南

在电子工程领域，对于各类评估套件的深入了解和熟练运用是实现高效设计的关键。今天，我们就来详细探讨一下78M6610+LMU评估套件，它在监测单相或分相交流负载方面有着出色的表现。

文件下载：78M6610+LMUEVK1#.pdf

一、套件概述

78M6610+LMU评估套件（EV kit）可用于监测单相或分相交流负载，最多能使用两个电压和两个电流传感器。它通过USB电缆与PC相连，既能提供电源，又能实现数据通信。同时，基于Windows的图形用户界面（GUI）可与设备通过虚拟端口通信，方便获取测量数据和进行控制。

（一）订购信息

套件型号为78M6610+LMUEVK1# ，其中“#”表示该设备符合RoHS标准，但可能包含RoHS要求豁免的铅。

（二）套件内容

• 78M6610+LMU评估板
• 两个20A电流互感器
• USB电缆组件（USB A - B 28/24 1.8M，Tyco/Amp 1487588 - 3）
• 包含文档、GUI应用程序和USB驱动程序的CD
• 校准系数文档（仅硬拷贝）

（三）系统要求

除了用于测量的交流电源和负载外，还需要一台满足以下条件的Windows PC：

• 1GHz处理器和1GB RAM
• 最低1024 x 768视频显示分辨率
• 可用USB端口
• 操作系统为Microsoft Windows 7或Windows XP

（四）安全和ESD注意事项

当存在交流电压时，务必小心操作。切勿将测试设备或外部开发板直接连接到78M6610硬件的非隔离部分，因为78M6610的“高端”参考拓扑会导致其V3P3电源（即“高端”）直接连接到中性线（接地），与任何正确接地的外部设备存在接地参考差异，可能会损坏78M6610和外部设备。此外，板上组件和固件设置设计用于以下标称交流电气范围：	电压	电流	线频率
10 - 300 VAC	10 mA – 20A	46 - 64 Hz

（五）发货前测试

每个套件发货前，评估板和传感器都会使用精确的能源源设备进行单负载点校准，同时也会校准设备温度，校准结果会打印出来并随套件提供。

二、USB驱动安装

该评估套件包含一个隔离的USB接口，用于与PC进行串行通信，由FTDI USB控制器IC FT2232执行USB功能。FTDI Windows驱动程序会提供一个虚拟COM端口以实现串行通信，并且它是Windows XP和Windows 7的认证驱动程序。

将78M6610+LMU评估板连接到PC后，“发现新硬件向导”会自动启动并安装适当的驱动文件。若PC在本地硬盘上找不到FTDI驱动文件，可在CD上的“FTDI USB Driver and Utilities”子目录中查找。FT2232控制器和78M6610+LMU由USB电缆供电，即使在78M6610+LMU评估套件的传感器接口未施加交流电源时也能正常工作。

需要注意的是，如果之前安装过较旧的FTDI驱动程序，建议在安装新版本之前将其移除，可通过执行“FTDI USB Driver and Utilities”子目录中的“ftdiClean.exe”实用程序来完成。对于其他操作系统的FTDI驱动支持，可参考FTDI网站（www.ftdichip.com）。

（一）确认COM端口映射

• 打开控制面板，点击“系统”图标。
• 在系统属性窗口中，点击“硬件”选项卡，再点击“设备管理器”。
• 在“端口（COM & LPT）”下，找到USB串行端口的分配并记录COM端口号。

（二）FTDI COM端口故障排除

若FTDI设备驱动安装不正确，FTDI控制器将没有分配COM端口号，此时需重复USB驱动安装步骤。另外，Microsoft Windows可能会将“Ball Point”设备关联到FTDI USB控制器，导致FTDI设备COM端口虽可通过超级终端分配，但无通信数据。可通过设备管理器验证“Human Interface Devices”中是否添加了“Ball Point”设备，若存在则删除该设备，然后拔下并重新插入评估套件的USB电缆。

三、硬件设置 - 传感器接口

78M6610+LMU评估板有多种配置方式，下面介绍几种常见的设置。

（一）使用分流器进行简单2线单相测量

1. 将交流电源中性输出连接到J15。
2. 将J8连接到负载的中性输入。
3. 将交流电源线路1输出连接到J2，并连接到负载的线路1输入。

1. 跳线和开关说明

J23 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接J15 SHUNT到78M6610+LMU传感器插槽1	已安装
2/3	连接J10 CT2+到78M6610+LMU传感器插槽1	-

J24 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接J8 SHUNT到78M6610+LMU传感器插槽1	已安装
2/3	连接J10 CT2 - 到78M6610+LMU传感器插槽1	-

J9 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接交流中性线到V3P3A（芯片参考）	已安装

2. 设备配置

使用“Configuration”选项卡按以下表格映射传感器，并根据需要将分流电阻的增益值重新输入到S1_GAIN寄存器。	电压			电流
VA	S0	0	IA	S1	0
VB			IB
VC			前置放大器	1X S1

（二）使用CT进行单/多相测量

在这种配置中，板上的继电器也会串联连接以实现负载控制。

1. 将交流电源中性线连接到J15和负载。
2. 将交流电源线路1连接到J2，并通过线路1 CT连接到J19（继电器1）。
3. 将J20（继电器1）连接到线路1负载。
4. 将线路1 CT的次级连接到J14（负载电阻）。
5. 将交流电源线路2连接到J4，并通过线路2 CT连接到J31（继电器2）。
6. 将J30（继电器1）连接到线路1负载。
7. 将线路2 CT的次级连接到J10（负载电阻）。

1. 跳线位置更改

将J23和J24跳线移动到CT位置，以使用CT2用于传感器插槽S1。

J23 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接J15 SHUNT到78M6610+LMU传感器插槽1	-
2/3	连接J10 CT2+到78M6610+LMU传感器插槽1	已安装

J24 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接J8 SHUNT到78M6610+LMU传感器插槽1	-
2/3	连接J10 CT2 - 到78M6610+LMU传感器插槽1	已安装

J9 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接交流中性线到V3P3A（芯片参考）	已安装

2. 设备配置

使用“Configuration”选项卡按以下表格映射传感器，并根据需要将CT2的增益值重新输入到S1_GAIN寄存器。	电压			电流
VA	S0		IA	S1	0
VB	0	S2	IB	0	S3
VC	S0	-S2	前置放大器	1X S1	1X S3

需要注意的是，由于VC的满量程值增加，在提供的GUI的“Power”选项卡上，VC的值可能无法正确显示，基于VC的测量报告结果将是预期值的一半。

（三）使用CT进行伪隔离单相测量

1. 将交流电源中性线连接到J4和负载。
2. 将交流电源线路连接到J2，并通过线路1 CT连接到J19（继电器1）。
3. 将J20（继电器1）连接到线路1负载。
4. 将线路1 CT的次级连接到J14（负载电阻）。 若要测量第二个负载：
5. 将交流电源线路通过线路2 CT连接到J31（继电器2）。
6. 将J30（继电器1）连接到线路1负载。
7. 将线路2 CT的次级连接到J10（负载电阻）。

1. 跳线位置更改

将J23和J24跳线移动到CT位置，以使用CT2，并移除J9上的跳线。

J23 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接J15 SHUNT到78M6610+LMU传感器插槽1	-
2/3	连接J10 CT2+到78M6610+LMU传感器插槽1	已安装

J24 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接J8 SHUNT到78M6610+LMU传感器插槽1	-
2/3	连接J10 CT2 - 到78M6610+LMU传感器插槽1	已安装

J9 Pins	描述	跳线状态
1/2	连接交流中性线到V3P3A（芯片参考）	-

2. 设备配置

使用“Configuration”选项卡按以下表格映射传感器，并根据需要将CT2的增益值重新输入到S1_GAIN寄存器。	电压			电流
VA	S0	-S2	IA	0	S3
VB	S0	-S2	IB	S1	0
VC			前置放大器	1X S1	1X S3

同样，由于电压满量程值增加，在提供的GUI的“Power”选项卡上，测量值可能无法正确显示，报告结果将是预期值的一半。

四、硬件设置 - 数字接口

（一）隔离USB接口

开关	描述	默认状态
SW4	复位时设置主机接口模式	IFC0 打开，IFC1 关闭
SW5	复位时设置设备地址（UART/I2C 模式）	均关闭

J12 Pins	描述	默认状态
1/2	连接78M6610+LMU到USB控制器（U3）	已安装
2/3	连接78M6610+LMU到RS485收发器（U11）	-

还有J17、J18、J24A、J24B、J27、J28、J29、J38等跳线也有相应的功能和默认状态，具体可参考文档。

（二）隔离RS - 485接口

该板还包含一个隔离的RS - 485接口，作为USB接口的替代方案。78M6610+LMU串行UART连接到RS - 485收发器，具体串行协议细节可参考IC数据手册。将J12、J17和J18跳线从1 - 2位置移动到2 - 3位置，即可连接RS - 485收发器而非USB控制器。当USB电缆连接到PC时，可为评估板供电；若不使用USB电缆，则需在J16的引脚1和6（分别为 + 5V和接地）提供 + 5VDC电源，但不要同时在J16引脚1供电并将USB电缆连接到PC。

（三）隔离UART、I2C、SPI接口

78M6610+LMU的原生主机接口在J16的隔离侧可用。

五、图形用户界面（GUI）

评估套件CD中包含一个图形用户界面（GUI），用于快速评估78M6610+LMU能量测量设备。该GUI需要PC上安装Microsoft.NET Framework 4才能运行。若PC未安装该框架，调用GUI可执行文件时会出现安装向导，可按照向导说明进行安装，也可从Microsoft网站下载后再启动GUI。

（一）GUI初始化

按照第2节的安装说明安装后，启动GUI可执行文件，点击“Connection”下拉菜单并选择“Connect”。在“COM Port / Baud Rate”框中，选择分配给评估套件的COM端口，波特率保持默认的38400，然后点击“Connect”按钮。

（二）各选项卡功能

1. SSI Tab：点击该选项卡，使用DIP开关5设置的SSI ID号（默认1和2关闭），点击“Set Target”。与评估套件成功通信后，消息框会显示相应消息。
2. Device Tab：显示当前固件版本、测量的温度和线频率。
3. Direct Tab：允许对数据手册中记录的所有字节可寻址寄存器进行读写访问，并可方便地显示带有比例因子和单位的数据。
4. Configuration Tab：用于设置传感器接口，设置完成后可保存到NVRAM供将来使用，也可编程为用户定义的配置并保存。
5. Command Register Tab：是命令寄存器（0x00）的读写控制选项卡，支持十六进制和十进制格式。
6. Calibration Tab：用于配置和执行校准命令，可查看和更改校准目标，同时显示缩放参数，还可使用提供的按钮保存校准和NVRAM设置。
7. Power Tab：显示负载当前消耗的功率，包括有功功率（P）、无功功率（Q）、视在功率（S），以及电压、电流、波峰因数和功率因数。
8. Energy Tab：显示负载的累积功率，可通过下拉菜单选择要显示的通道（A、B或C），并使用“update”更新显示数据。
9. Fundamental Tab：用于显示电压、电流和功率的基波和谐波测量值，可通过“get/set harmonic”按钮选择要显示的谐波。
10. Min/Max Tab：用于显示“Word Addr”列中所选参数的最小和最大测量值，可通过下拉菜单选择单位，使用“get”按钮更新最新测量值，使用“reset”按钮重置所有测量值。
11. Alarms Tab：是用户可定义的显示界面，用于显示特定应用所需的参数，具体警报说明可参考78M6610+LMU数据手册的第2.11和2.12节。
12. Monitor Tab：记录GUI与目标78M6610+LMU之间的所有通信，可生成日志文件保存交易记录以供后续分析。

六、硬件设计信息

（一）板原理图

提供了78M6610+LMU评估板的电气原理图，共4张，详细展示了电路板的电路连接。

（二）物料清单

列出了评估板上各种元件的详细信息，包括元件数量、参考编号、元件名称和PCB封装等。

（三）PCB布局

给出了评估板的PCB顶视图和底视图，有助于工程师了解电路板的物理布局。

七、联系信息

如需了解更多关于Maxim Integrated产品的信息或查询78M6610+LMU的可用性，可通过www.maximintegrated.com/support联系技术支持。

总之，78M6610+LMU评估套件为工程师提供了一个全面的平台，用于评估和开发相关的能源测量应用。通过深入了解其各个部分的功能和使用方法，工程师们可以更好地发挥该套件的优势，实现高效的设计和开发。大家在使用过程中遇到问题或者有自己的见解，欢迎留言交流。