78M6631评估板：三相交流系统测量的得力助手

在电力测量领域，对于三相交流系统的精准测量至关重要。今天就来给大家详细介绍一下MAXIM的Teridian 78M6631评估板，它在三相交流系统测量中有着出色的表现。

文件下载：78M6631-EVM-1.pdf

一、评估板概述

78M6631评估板是一个用于三相交流系统测量的电气测量单元，它集成了78M6631功率和能量测量设备，并通过USB电缆与PC连接。板上的78M6631预编程了固件演示代码，能通过串行UART接口和SPI读取能量测量数据和状态。

二、开箱内容

拿到评估板，我们先来看看里面都有什么。评估板演示套件包含了78M6631评估板、USB电缆组件、在线仿真器（ICE）适配器、三个电流互感器（CTs）以及带有文档的CD。这些配件为我们后续的使用和开发提供了便利。

三、系统要求

要使用这个评估板，需要一台满足特定要求的PC。PC需要具备1 GHz的处理器、1 GB的内存，运行Microsoft Windows XP、Windows Vista或Windows 7操作系统，并且配备USB端口。同时，视频显示分辨率至少要达到1024 x 768。

四、安全与ESD注意事项

在操作评估板时，安全问题不容忽视。当存在交流电压时，一定要格外小心。处理电子设备时，必须采取标准的ESD预防措施，因为78M6631包含ESD保护接口。而且，由于78M6631的“高端”参考拓扑，不能将测试设备、ICE仿真器或外部开发板直接连接到78M6631硬件，否则会损坏78M6631和外部设备。评估板的组件和固件设置设计用于以下标称交流电气范围（每相）：电压110 - 240 V AC，电流10 mA - 20A，线频率46 - 64 Hz。

五、固件演示代码

固件演示代码提供了丰富的功能。它可以测量诸如瓦特、伏特、电流、无功功率（VAR）、视在功率（VA）、相角、功率因数、频率、日期/时间以及各种报警状态等数据。电压、电流和功率的测量数据还可以以基波和谐波的形式提供。此外，还能控制报警阈值、校准系数、温度补偿等。我们可以通过命令行界面（CLI），如HyperTerminal或其他操作系统上的类似终端仿真器，来与板上的固件代码进行交互。评估板出厂时，78M6631芯片中加载了固件演示代码修订版1.0或更高版本，我们可以通过命令行界面输入命令 >i 来验证代码版本。

六、发货前测试

在每块评估板发货前，工厂都会进行全面的校准和精度测试。使用精确的能源源设备对电流和电压进行校准，同时也会对温度进行校准。精度测试确保能量精度在±0.5%以内，这为我们的使用提供了可靠的保障。

七、安装步骤

1. USB驱动安装

评估套件包含一个隔离的USB接口，用于与PC进行串行通信。FTDI USB控制器IC FT232R执行USB功能，其Windows驱动会呈现一个虚拟COM端口，以实现串行通信。当我们将评估板连接到PC时，“发现新硬件向导”会自动启动并安装相应的驱动文件。如果PC在本地硬盘上找不到FTDI驱动文件，可以在CD上的FTDI USB Driver and Utilities子目录中找到并引用。需要注意的是，如果之前安装过旧版本的FTDI驱动，建议在安装新版本之前将其删除，可以通过执行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，可以查看FTDI的网站。

2. 确认COM端口映射

我们可以通过以下步骤确认COM端口映射：首先，打开控制面板，点击“系统”图标；然后，在系统属性屏幕中点击“硬件”选项卡，再点击“设备管理器”；在“端口（COM & LPT）”下查找USB串行端口的分配，并记录下COM端口号。

3. 基本连接设置

评估板通过USB电缆供电，同时该电缆也提供了主机PC与评估板之间的通信链路。评估板可以接受120 VAC和240 VAC（标称），最大可达300 VAC（参考中性线）。

4. 三相系统连接

评估板支持星形（三相四线）和三角形（三相三线）配置。需要注意的是，电流互感器需要用户自行选择，并且可以通过专用跳线在每相上连接一个负载电阻（12.4 Ω，具体值取决于CT）。在配置负载电阻时要格外小心，因为如果没有负载电阻（或其值过高），电流互感器可能会产生高电压。

5. 负载电阻选择

评估板没有包含表面贴装电流互感器，套件中包含的CT是外部连接到评估板的，评估板上有合适的负载电阻值。如果使用不同的CT，重要的是要禁用板载负载电阻或更改负载电阻值，以获得最佳的信号幅度，从而利用ADC输入的全范围（±250mVP - P）。评估板提供了一个4.99Ω的负载电阻，可以通过跳线J2、J3、J6、J8、J11和J12插入或排除。我们可以使用公式 (Vout =frac{ ILoad }{N} * RBurden) 来确定板载负载电阻是否适用于所选的CT，或者是否需要使用其他值。同时，要在相关寄存器中设置适当的最大负载电流（IMAX）值，并对CT进行校准以获得最佳性能。

6. 跳线和开关设置

评估板上有许多跳线和开关，它们的设置决定了不同的配置。例如，J14用于中性连接，J1 - J13用于电流输入，J15 - J19用于电压输入，J26用于选择星形或三角形配置等。详细的设置信息可以参考文档中的表格。

7. 验证与PC的串行连接

连接好USB电缆后，我们可以启动HyperTerminal应用程序（或其他合适的通信程序），并使用特定的通信参数创建会话。通信参数包括端口速度（38400波特）、数据位（8位）、奇偶校验（无）、停止位（1位）和流控制（无）。如果FTDI设备驱动安装不正确，可能会没有分配COM端口号，这时需要重复USB驱动安装步骤。另外，如果Microsoft Windows将球点设备关联到FTDI USB控制器，可能会导致有COM端口分配但没有通信数据，我们可以通过设备管理器检查并删除球点设备，然后重新插拔评估板的USB电缆。

8. 在线仿真器（ICE）适配器

78M6631的固件可以更新以进行程序增强。我们可以使用Signum ADM51或Teridian TFP - 2将新固件下载到78M6631。使用提供的ICE适配器将扁平带状电缆（ADM51或TFP - 2附带）连接到评估板。在连接ADM51或TFP - 2之前，要先断开评估板与交流电压的连接，以避免设备损坏。同时，建议始终使用提供的扁平带状电缆，不要使用离散电线，以免导致闪存编程错误。

八、原理图、物料清单和PCB布局

文档中还提供了评估板的原理图、物料清单和PCB布局。原理图展示了评估板的电气连接，物料清单列出了所有组件的详细信息，PCB布局则呈现了电路板的设计。这些信息对于我们深入了解评估板的结构和进行开发非常有帮助。

九、订购信息与文档

评估板的型号为78M6631 - EVM - 1。CD中包含了78M6631的数据手册等相关文档。如果需要更多关于Maxim产品的信息或查询78M6631的可用性，可以访问www.maxim - ic.com/support联系技术支持。

总的来说，78M6631评估板为三相交流系统的测量提供了一个全面的解决方案。大家在使用过程中有没有遇到什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。