电能计量芯片.docx

《电能计量芯片.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、AC/BC◎V1PV1NV2PV2NAI1CADC■:.1::二；：：:CC■-:17J"1LX-X"1mcmootJ:盘漁穩澱癒爭迤溥：»::■：::■：CC:::：■：：■：□：：：〉：：：•:心：：：■：：•：：•：：；:::□::■::":：,：：•：■■＞；：：：:::■::";：・：■：*；■:":■/:*：」：**"：■：:■:"：'：'J：C：：'：：■：■：■：：：：'：：O：'?：：U"IO：”：::m诜:衣芒：记：£记电能计量芯片ADE7755是ADI公司生产的一款用于电能计量的

2、芯片，其技术指标超过了IEC1036规定的准确度要求⑺。它将有功功率的信息以频率的形式输出。在50/60Hz输入信号时都能满足IEC687/1036标准规定的测试精度要求，在1000：1的输入动态范围内，测试误差小于0.1%。其功能框图如图3.1所示，实物图如图3.2所示。AVctlAGND-®—G>1AD7755©-RESET竝准源REFHJOLJTCLK1NCLK0UTSCFM$1REVPCFFlF2图3.1ADE7755功能框图图3.2ADE7755芯片实物图3.1ADE7755的特点ADE775

3、5应用了过采样ADC和DSP相结合的技术，对温度的敏感度很低，即使在很高的环境温度下也能维持较高的测试精度。ADE7755只在ADC和基准源中使用模拟电路，所有其他信号处理（如相乘和滤波）都使用数字电路，这使其在恶劣的环境条件下仍能保持极高的准确度和长期稳定性。其主要特点如下：(1)工作温度范围一40〜85C。(2)低阈值启动，启动电流小于0.2%Ib。(3)低成本CMOS工艺。(4)片内设有电源监控电路。(5)片内带有防潜动功能(空载阈值)。(6)片内带有抗混叠滤波器。(7)+5V单电源、低功耗(典型

4、值15mW)。(8)具有负功率或错线指示功能。(9)5V单电源工作，正常工作时芯片功耗30Mw。(10)1Vpeak-peak的最大模拟信号输入范围。(11)电流通道具有1/2/8/16四种增益选择，以便灵活选用不同大小的锰铜采样电阻。(12)2.5V片内高精度参考电压源，绝对偏差小于!4%，温漂小于！20ppm/C。(13)片内基准电压2.5V±8%(温度系数典型值30ppm厂C),能为外部电路提供基准。(14)带有电源电压检测功能，当电源电压降低到80%VDD时芯片自动复位。(15)灵活的模拟信号输

5、入电路，既可单端输入也可全差分输入并且输入共模电压可在0V和2V之间选择，由管脚SCOM控制。(16)有功功率平均值从ADE7755引脚F1和F2以频率方式输出，且F1、F2能直接驱动步进电机。(17)有功功率瞬时值从引脚CF以较高频率方式输出,能用于仪表校验;逻辑输出引脚REVP能指示负功率或错线;FI和F2能直接驱动机电式计度器和两相步进电机；电流通道中的可编程增益放大器(PGA使仪表能使用小阻值的分流电阻。3.2ADE7755工作原理ADE7755内部拥有两个16位的二阶刀-△模数转换器，这两个A

6、DC对来自电流和电压传感器的电压信号进行数字化，过采样速率达900KHz。AD7755的模拟输入结构具有宽动态范围，大大简化了传感器接口(可以与传感器直接连接)，也简化了抗混叠滤波器的设计。电流通道PGA进一步简化了传感器接口。电流通道中的HPF滤掉电流信号中的直流分量，从而消除了由于电压或电流失调所造成的有功功率计算上的误差。有功功率是从瞬时功率信号推导计算出米的，瞬时功率信号是用电流和电压信号直接干相乘得到的。为了得到有功功率分量(即直流分量)，只要刘瞬时功率信号进行低通滤波就行了。图3.3示出了瞬

7、时有功功率信号如何通过对瞬时功率信号进行低通滤波来获取有功功率，这个设计方案也能正确计算非正弦电流和电压波形在不同功率因数情况下的有功功率。所有的信号处理都是由数字电路完成的，因此具有优良的温度和时间稳定性。ADE7755工作原理若电压U(t)和电流l(t)均为正弦波，且：U(t)=加对吋I⑴—JlIsin(ci>t-«)则瞬时功率P(t)为P(t)=U(t)XI(t)榦X^ULsm(2cot-a)平均功率P为：P=UIa>创ADE7755是一种采用电压和电流直接相乘的方法得到瞬时有功功率，再由瞬时有功

8、功率求出平均有功功率。如图2所示，由电压传感器和电流传感器得到电压和电流信号分别经两路A/D转换器转换成数字信号送入电压通道V2NV2P和电流通道V1NV1P。电流通道中的高通滤波器是用来滤除电流分量中的直流电流，以便减小电流直流分量对瞬时有功功率计算的影响。经滤波后的电压和电流信号经乘法器相乘后，所得的信号经低通滤波器后滤掉交流分量后，得到的直流分量就是瞬时有功功率。此信号经过数频转换器转换成与平均有功功率成正比的低频信号经过F1、F2端