采用BL6523A計量芯片的智能電表方案

根據(jù)國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)智能化建設(shè)規(guī)劃，在國家電網(wǎng)公司“計量、抄表和收費標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)研究”項目成果的基礎(chǔ)上，全國的大多數(shù)電表
電表

　　電表是電能表的簡稱，電表是用來測量電能的儀表，俗稱電度表、火表、指測量各種電學(xué)量的儀表。 [全文]

企業(yè)均設(shè)計研發(fā)了符合新一代智能電網(wǎng)要求的電度表。在單相電度表的設(shè)計過程中，由于設(shè)計周期短，任務(wù)重，各個廠家對于設(shè)計芯片選型、硬件布局等還有待改進(jìn)的地方。本文針對上海貝嶺股份有限公司最新設(shè)計的符合國家電網(wǎng)公司要求的新一代智能電網(wǎng)的計量芯片BL6523A，從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計上進(jìn)行分析。

　　BL6523A計量芯片是結(jié)合國內(nèi)外計量要求，集合防竊電技術(shù)、多項專利技術(shù)而設(shè)計的能實現(xiàn)包括電壓電流等多種電氣測量的計量芯片產(chǎn)品。

　　BL6523A的性能介紹和結(jié)構(gòu)分析及電氣測量原理

　　1.BL6523A的性能介紹

　　BL6523A是一款高精度、高穩(wěn)定性的計量芯片，其精度在輸入動態(tài)工作范圍(1500:1)內(nèi)，非線性測量誤差小于0.1%；穩(wěn)定性高，輸出頻率波動小于0.1%。BL6523A可精確測量正負(fù)兩個方向的有功功率，輸出快速輸出脈沖(CF)；具有兩個電流采樣端，采樣火線和零線電流；給出電壓和雙電流的有效值，以及可測量范圍(1500:1)。

　　BL6523A還具有電壓失壓和斷相檢測功能；芯片上有電源
電源

電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置，也稱電源供應(yīng)器，它提供計算機中所有部件所需要的電能。[全文]

電壓監(jiān)測電路，檢測掉電狀；具有防潛動功能，可編程防潛閥值設(shè)置；同時具有可編程調(diào)整脈沖輸出的頻率；此外，BL6523A還具有可編程增益調(diào)整和相位補償；給出功率因子(PF)，計算功率因數(shù)；可按需要給出中斷請求信號(/IRQ)；提供SPI通信接口，用于數(shù)據(jù)傳輸。

　　BL6523A帶參考電壓源2.5V，也可使用外部2 . 5V電壓。芯片外接3.58MHz晶振
晶振

　　晶振：即所謂石英晶體諧振器和石英晶體時鐘振蕩器的統(tǒng)稱。不過由于在消費類電子產(chǎn)品中，諧振器用的更多，所以一般的概念中把晶振就等同于諧振器理解了。后者就是通常所指鐘振。 [全文]

。芯片單工作電源5V，功耗(典型值)低至25mW。

　　2. BL6523A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)BL6523A的結(jié)構(gòu)

　　如圖1所示。工作時，電流信號和電壓信號先分別經(jīng)高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過采樣濾波器
濾波器

　　凡是有能力進(jìn)行信號處理的裝置都可以稱為濾波器。在近代電信裝備和各類控制系統(tǒng)中，濾波器應(yīng)用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術(shù)最復(fù)雜要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對濾波器的研究和生產(chǎn)歷來為各國所重視。 [全文]

、高通濾波器(HPF)濾去高頻噪聲與直流增益，得到需要的電流采樣數(shù)據(jù)和電壓采樣數(shù)據(jù)。然后將這兩個數(shù)據(jù)相乘，便得到瞬時有功功率，接著經(jīng)過低通濾波器，輸出平均有功功率。電流采樣數(shù)據(jù)和電壓采樣數(shù)據(jù)分別通過平方電路、低通濾波器(LPF2)、開平方電路，得到電流有效值和電壓有效值。有功功率通過一定時間的積分，可獲得有功能量。經(jīng)過數(shù)字信號的處理，通過SPI 接口輸出多種電氣數(shù)字量。

表1：BL6523A分頻系數(shù)選擇。