專用芯片ATT7022C的電參數(shù)測量模塊設(shè)計
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3 硬件設(shè)計
3．1 模塊外圍電路設(shè)計
ATT7022C外圍電路如圖3所示。在設(shè)計時，為使電源的紋波和噪聲減小到最低，要在芯片的各個電源引腳使用10μF和0．1μF電容進行去耦。在圖3中，V1P／V1N、V3P／V3N、V5P／V5N分別是A、B、C三相的電流采集通道；V2P／V2N、V4P／V4N、V6P／V6N分別是A、B、C三相的電壓采集通道。電路連接時，把ATT7022C的SP1口、SIG、CS、RESET分別與LPC2138的SPI口、P0．28、P0．29、P0．30相連進行通信。SIG為握手信號，控制器通過該引腳監(jiān)測芯片的運行狀況。SEL為三相電接線方式選擇引腳。電能芯片內(nèi)部有300 kΩ上拉電阻，當(dāng)該引腳懸空時為三相四線接線方式，當(dāng)該引腳接地時為三相三線的接線方式。在硬件電路連接時必須要注意的是，電能計量芯片與LPC2138的電源要共地，否則控制器讀寫芯片將會出錯。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/194692.htm
3．2 信號采集模塊
電壓、電流采集采用雙端差分信號輸入的方式采集數(shù)據(jù)。正常工作時最大輸入電壓為±1．5 V．2個引腳內(nèi)部都有ESD保護電路，最大承受電壓為±6V。
電壓信號的采集可選擇分壓方式或互感器方式。本系統(tǒng)為了能得到較穩(wěn)定的信號，決定采用互感器來采集信號。這樣不僅起到了電氣隔離的作用。還可防止電流過大燒毀芯片。由于電能計量芯片的電壓通道在互感器的次級電壓為0．5 V時有較好的精確度和線性度，所以在設(shè)計時，選擇LCTV3JCF-220V／0．5V規(guī)格的電壓互感器作為電壓信號的采集端。電壓采集電路如圖4(a)所示。電路中的1．2 kΩ電阻和0．01μF電容構(gòu)成了抗混疊濾波器。REFO信號連接電能計量芯片輸出的2．4 V參考電壓，這個電壓起到直流偏置的作用。
電流信號的采集是通過把電流互感器輸出的電流信號并接一個適當(dāng)?shù)碾娮?，采集電阻兩端電壓的方式來間接測量電流值。電流通道在采集電壓為0．1 V時芯片有較好的精確度和線性度，因此在設(shè)計時選用HTTA-5 A／5 mA規(guī)格的電流互感器。在輸入額定電流的情況下，輸出的電流信號并接20 Ω的電阻可以得到0．1 V的電壓信號。值得注意的是，電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用時初級電路中電流大小的范圍而選擇，電阻也要相應(yīng)地變化，保證輸入的信號在0．1 V左右。電流采集電路如圖4(b)所示。
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