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   如何基于CS5463型電能測量電路原理進行高速功率計算

類型:
【軟件】 上傳: 2013-1-17 14:57:42 大小: 111KB
說明: 1 引言   帶有串行接口和△-∑模/數轉換器,能夠進行高速功率(電能)計算的高度集成電路。CS5463可以通過使用低成本的分壓電阻器或電壓互感器測量電壓,使用分流器或電流互感器測量電流。   從而計算出有功功率,因此該電路特別適用于開發單相2線、3線用電表。與上代的CS5460相比,CS5463還能提供視在功率、無功功率等多種參數計算,可滿足設計者的多方面需求。此外,CS5463片內還帶有溫度傳感器,有助于設計者調整溫度漂移誤差,提高測量精度。   2 CS5463的主要特點   CS5463的特性如下:   (1)電能數據在1000:l動態范圍內的線性度為±0.1%;   (12)具有機械計數器/步進電機的驅動器   3 內部結構和引腳功能   3.1 內部結構   CS5463的內部結構框圖如圖1所示,它由2個可編程增益放大器、2個△-∑調制器、配套的高速濾波器、功率計算引擎、偏置和增益校正、功率監測、串行接口及相應功能寄存器等組成。2個可編程放大器采集電壓和電流數據,△-∑調制器對模擬量采樣處理,高速數字低通或可選的高通濾波器濾取可用電壓電流數字信號,功率計算引擎計算各類型的功率,電壓、電流,并將計算的功率值通過串行接口對外輸出,既可以接EEPROM,也可以接微控制器。該電路還有能量脈沖信號輸出模塊,可以直接外接計數器或步進電機,從而省去微控制器而直接外送用電量,降低電表類產品的成本。 ?   3.2 引腳功能   4 CS5463的工作原理   4.1 輸入濾波   電壓和電流通道的輸入模擬信號送入可編程PGA進行增益放大,放大后由△-∑調制器以一定的采樣速度采樣,采樣的結果再進行高速數字濾波,得到符合要求的數字信號。電壓輸入通道采用二階△-∑調制器,高速濾波器由一個固定的Sinc2濾波器實現;電流通道采用四階△-∑調制器,并用一個Sinc4濾波器實現,與電壓通道的范圍相比,可以在輸入跨度更大的情況下實現電流通道的精確測量。2個通道的數據接著通過2個FIR補償濾波器來補償通過低通濾波器后產生的幅值損耗。另外,2個通道都提供了一個可選的高通濾波器(HPF),它可以在有效值、電能計算之前除去電壓和電流信號中的直流成分。   4.2 增益及DC偏移量調整   濾波后的瞬態電壓和電流的數字量將進行偏移量和增益調整,這是基于DC偏移量寄存器(加法運算)和增益寄存器(乘法運算)的調整。調整后的24位瞬態數據采樣值將存入瞬態電壓和電流寄存器,用戶可以通過串口從中讀出采樣數據。   4.3 能量計算   以有功功率的計算為例,采樣得到瞬態電壓和電流的數字量,把每對瞬態電壓和電流的數據相乘,得到瞬時有功功率的采樣值。每個A/D采樣周期后,新的瞬態功率采樣值就存入功率寄存器,N個瞬時功率采樣值為一組,每組的值累加和用于計算以后放在能量寄存器中的數值,它與電路在N個A/D轉換周期中的有功功率值成正比。同樣原理,電壓和電流有效值也利用最近的N個瞬態電壓、電流采樣值計算,并可從RMS電壓和電流寄存器中讀出。[url= http://www.whtlhgdq.com/]串聯諧振[/url] 串聯諧振 [url= http://www.whtlhgdq.com/]直流電阻測試儀[/url] 直流電阻測試儀 [url= http://www.whtlhgdq.com/]電纜故障測試儀[/url] 電纜故障測試儀 [url= http://www.whtlhgdq.com/]繼電保護測試儀[/url] 繼電保護測試儀 [url= http://www.whtlhgdq.com/]開關測試儀[/url] 開關測試儀
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