基于计量芯片ADE7758的三相多功能电表设计.pdf

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1、技术与应用基于计量芯片ADE7758的三相多功能电表设计杜欣慧王茜(太原理工大学电气与动力St_程学院，太原030024)摘要利用Analog公司2005年生产的电能计量专用芯片ADE7758设计一个三相电能表，采集数据准确，控制性能灵活且性价比高。本文阐述了基于ADE7758和STC89C52的电表的整体设计及工作原理，重点讲述ADE7758电能计量芯片的外围设计以及与STC89C52的通信连接。使用模块化思想和嵌套方法分别对硬件进行设计、对软件进行编程。关键词：ADE7758；电能表；数据采集；SPITheDesignofMulti-FunctionalPower

2、MeterBasedonADE7758DuXinhuiWangQian(SchoolifElectricalandDynamicalEngineeringofTaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024)AbstractThethree．phasewatt．hourmeteriSdesignedbasedontheelectricenergytestingchipADE7758whichiSproducedbyAnalogat2005．Ithassomeadvantagessuchasdatacollectionaccurac

3、y，controlflexibilityandcost—effective．ThisPaperdetailsthewholedesignedofpowermeteranditsworkingprinciple，focusingontheperipheralcircuitsofADE7758anditsserialcommunicationwithSTC89C52．Blockingdesignideaandnestedmethodhadbeenconsideredinhardwaredesigningandsoftwareprogramming．Keywords：ADE

4、7758；powermeter；datacollection；SPI随着我国经济的发展，电力供应呈现紧张局面，论文采用芯片ADE7758，并配合STC89C52主尤其在沿海地区，工业、经济发达的城市尤为严峻，控，最终完成了电表的硬软件设计。对电能计量的要求也逐步升高。电子技术和计算机l电表整体方案设计及工作原理的高速更新改变了当前社会，也使电表的设计有了突破性的变化，目前对电表的要求已经不再是简单1．1方案设计的数值计量，而是集合了计量、管理、自动抄表于本方案所设计的电能表由电气参数检测、一体的高科技新技术产品。贴片式电子元器件及大STC89C52控制、12864显示

5、、采集数据的存储、信规模集成电路的采用，使得电表自身寿命及准确度息通信及外部电源等部分组成，框图参考图1所示。均有极大提高。美国AD公司生产的电能测量集成检测部分以数字电能表芯片ADE7758为中心，获取电路ADE7758，体积小且动态范围可达1000：1，具有功电量、无功电量、电压、电流、频率等数据，并有数字积分、数字滤波和众多实用电能检测、计量通过SPI传至MCU。控制部分以STC89C52为核心，等功能。研发者仅仅只需要将此芯片与MCU做SPI配以各种外围芯片，包括实时时钟、存储器AT24C02通信即可获得相应的计量数据，并且勿需人为干预，和高品质液晶12864

6、等，微处理器根据当前的电量信息完成各种参量的计算，并显示在液晶屏上。通信部大大减轻了设计人员的负担，更有利于性能的提高，分采用RS485半双工通信方式，用于向上位机实时成本的降低。配合现有的通信技术便足以实现多种传送数据、编写程序。供电模块出于节能理念，采用应用功能，如自动抄表、实时电价、分时电价、预高频电源开关，以适应不同电源电压环境。付费等。42l电．_l纛康2012年第2期技术与应用一瓤l载线CT会产生0．1～1。的相角误差，使用ADE7758的相位补偿功能进行相位调节(APHCL、BPHCL、产A77D5E88S9(【?5、2CPHCL)，可以大大减小相角误差

7、的影响。其他各个I．--j相应输入端子的抗混叠滤波网络分别由R3，R6、R9、C1、C3、C5构成。数字采样处理中的特有现象是频A率混叠。混叠现象产生于两倍的信号最高频率大于采图1电表结构框图样频率时。混叠会产生假频，并严重影pilau量结果。1．2电表工作原理美国AnalogDevices公司2005年推出的专门j{=“=}=车黼毒l疆．啦—J～毒用于计量三相电量多功能的ADE7758芯片是一种具有高精确度的三相电能测量Ic，脉冲输出有两}34季}路，串行口一个。ADE7758集成了数字积分、温度Rt．i敏感元件、基准参考电压源等，并包含各种必需的