集成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表讀取(06-100)

　　獨(dú)立輸入

　　圖 3 說(shuō)明了用于線路測(cè)量的三個(gè)獨(dú)立模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入。

　　其中的 2 個(gè)輸入分別是線路電流和電壓。第三個(gè)是取決于整體電表架構(gòu)的可選輸入，可以用于電表的防破壞探測(cè)

　　電能處理器本質(zhì)上是一個(gè)固定功能處理器，負(fù)責(zé)與實(shí)際電能測(cè)量相關(guān)的各種任務(wù)。其中包括峰值與 RMS I/V 測(cè)量、有功功率計(jì)算、視在功率計(jì)算、無(wú)功功率計(jì)算、線路頻率監(jiān)控和防破壞探測(cè)。所有信息和數(shù)據(jù)都通過允許同時(shí)數(shù)據(jù)存取的共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)提供給CPU。

　　在集成程度較低的系統(tǒng)中，MCU 的中央處理器 (CPU) 通常負(fù)責(zé)控制模擬前端并進(jìn)行所有所需的電能計(jì)算。集成電能處理器卸載了模擬前端控制、測(cè)量和計(jì)算任務(wù)，從而為 CPU 提供更多寶貴的帶寬以進(jìn)行更高級(jí)的顯示和 AMR 通信功能。

　　除了器件的集成功能之外，模擬前端的 3 通道架構(gòu)提供了可兼容各種電力線接口的測(cè)量解決方案。這種 3 通道模擬實(shí)施方案可以輕松支持常用的 2 線和 3 線單相電表。圖 4 說(shuō)明了 2 線單相實(shí)施方案的電力連接。

　　本實(shí)例中采用一個(gè)變流器即 CT 來(lái)測(cè)量進(jìn)入住宅負(fù)載的線路電流。利用所支持的分流電阻器也可以實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量，即直接利用簡(jiǎn)單的電阻分壓器測(cè)量線路電壓。模擬前端的一個(gè)主要特性是允許輸入電壓降低到集成 MCU 的接地電平以下。

　　第三條通道在應(yīng)用需要時(shí)可以用于防破壞探測(cè)。為了節(jié)省成本，防破壞輸入一般采用分流電阻器，干擾 (tamper) 輸入監(jiān)視通過中性連接 (neutral connection) 的電流以探測(cè)它與線路電流之間的偏離——其可以指示可能由干擾行為造成的連接故障。

　　雖然全球許多地區(qū)通常采用 2 線連接，不過圖 5 所示的 3 線單相電力連接是美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)連接。其目的是為家庭提供 120V 和 240V 供電。