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          基于CSE7780的單相智能電表設計

          作者: 時間:2013-02-18 來源:網(wǎng)絡 收藏
          是深圳市芯海科技有限公司繼2007年推出高精度單相有功功率CSE7755B實現(xiàn)低成本電表方案,以及2009年推出填補國內(nèi)數(shù)模混合三相電能空缺的三相電能CSE7752后,又成功推出的能夠測量電壓有效值、電流有效值、平均有功功率等各種電氣參數(shù),且具有防竊電功能的單相多功能計量芯片?;谠撔酒碾姳矸桨竿耆蠂W(wǎng)新標準,從而使得芯海科技成為目前符合國網(wǎng)新標準的少數(shù)幾個芯片供應商之一。

          基于設計的智能電能表旨在使設計方案更加合理,使之成為性價比更具優(yōu)勢的產(chǎn)品。本文對計量芯片的性能特點和結(jié)構(gòu)電路進行了分析,并從軟、硬件兩個方面給出符合國網(wǎng)智能電能表要求的設計方法。

          符合國網(wǎng)新標準電能計量方案

          CSE7780是一款高精度單相電能計量芯片,在動態(tài)范圍(1500:1)內(nèi),非線性誤差小于0.1%,提供兩路電流有效值、一路電壓有效值,在動態(tài)400:1的范圍內(nèi),有效值誤差小于0.5%。

          該芯片能夠提供有功功率、有功能量、電流有效值、電壓有效值、線頻率、過零中斷等功能,以及提供全數(shù)字增益、相位、失調(diào)校準,有功能量脈沖從PF管腳輸出。CSE7780通過一個SPI串行接口可以與外部的MCU進行通信;具有潛動閾值可調(diào)功能;內(nèi)部具有電源監(jiān)控電路,可以保障芯片的正常工作。CSE7780使用5V單工作電源,內(nèi)置2.5V電壓參考源,也可以使用外置的2.5V參考源。

          CSE7780的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。在芯片工作時,將采樣到的電流、電壓信號先經(jīng)過增益放大器,將采樣信號放大,然后再通過高精度的Sigma-Delta、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,得到的數(shù)字信號通過低通濾波器、高通濾波器濾去高頻噪聲與直流增益,從而得到需要的電流、電壓采樣量化的數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)相乘,經(jīng)過低通濾波器輸出平均有功功率;電流、電壓量化后的數(shù)據(jù)通過平方電路、低通濾波器、開方電路得到電流、電壓有效值。將有功功率按時間積分,計算出有功能量。通過能量頻率轉(zhuǎn)換器將得到的能量通過PF引腳輸出,也可通過SPI總線獲得經(jīng)過數(shù)字信號處理得到的數(shù)字化數(shù)值。

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          圖1:CSE7780結(jié)構(gòu)框圖

          軟件設計

          CSE7780寄存器的配置流程如圖2所示,先設置好計量控制寄存器,能后再配置校表寄存器。
          電能表相關(guān)文章:電能表原理

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