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基于CSE7780的單相智能電表設(shè)計

作者: 時間:2013-02-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

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圖2:參數(shù)配置流程圖

1. ADC參數(shù)設(shè)計

以設(shè)計一款額定電壓220V(Un)、10(60)A電流規(guī)格、表常數(shù)為1600imp/KWh的電表為例,由于電流輸入通道允許輸入最大信號為±700mV的峰峰值(有效值為495mVrms),10(60)A的表考慮到通道A發(fā)熱的情況,可選擇200~250微歐的錳銅,若以250微歐的錳銅來采樣,在Imax=60A時,通道A的采樣信號為60A*250μΩ=15mV,由于電流通道A的允許最大輸入信號為495mV,因此電流通道的增益選擇可配置成16,通道B采用2500:1的互感器;負載電阻10Ω,電流通道B增益設(shè)置為1。電壓通道允許最大輸入信號為±700mV的峰峰值,考慮到電壓會有130%Un過壓,可將電壓采樣信號通過網(wǎng)絡(luò)電阻將220V交流電壓信號降至220mV左右,電壓通道增益選擇為1。

通過上述的論述,我們需將電流通道A的增益設(shè)置為16,電流通道B的增益設(shè)置為1,電壓通道的增益設(shè)置為1,因此SYSCON寄存器應(yīng)設(shè)置為00C0H。

2.HFConst寄存器的設(shè)置

電表常數(shù)EC為1600imp/KWh;Vu=0.22V;Vi=10A*0.00025Ω*16=40mV;EC=1600;Un=220V;

Ib=10A。根據(jù)公式HFConst= INT[39.3143*Vu*Vi*1011/(EC*Un*Ib)],可得HFConst=2664H,因此寫入HFConst寄存器的值應(yīng)為2664H。

3.其他計量控制寄存器配置

啟動電流的配置:在Un、Ib的情況下,有功功率寄存器PowerA的數(shù)值為1A375D7H,按照要求在0.4%Ib的情況下能夠正常啟動,則Pstar寄存器可配置為0.2%Ib有功功率對應(yīng)的數(shù)值pstar=00D6H(Pstart對應(yīng)的是PowerA的高24位,計算出的Pstart是16'h00D6)。

能量累加模式的配置:由于需要計量正反有功能量,因此我們須將能量累加模式配置成正反向功率都參與累加,累加方式是代數(shù)和方式,負功率有REVQ符號指示,使能PF脈沖輸出及有功電能寄存器累加,即可將EMUCON配置為0001H。

4.校表寄存器的配置

a.有功功率校準

功率增益校正:在輸入信號為Un、Ib的情況下,從校表臺獲得通道A的誤差為err,newmaker.com。如果Pgain>=0,則GPQA=INT[Pgain*215],反之若Pgain0,則GPQA=INT[216 +Pgain*215]。

通道B的功率校準可通過配置GPQB來實現(xiàn),方法與校正通道A的相同。

相位校正:在PF=0.5L,輸入信號為100%Un、100%Ib的情況下,從校表臺上獲得的誤差為err,則相位誤差補償為

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對50Hz的電網(wǎng)而言,PHSA有0.020/LSB的關(guān)系,則:如果θ>=0,PHSA =INT(θ/0.020);如果θ0,PHSA =INT(28+θ/0.02)-96。

通道B的相位校正可通過配置PHSB來實現(xiàn),方法與校正通道A的相同。

有功功率失調(diào)校正:在小信號1.0的情況下,如果小信號偏差較大,可通過調(diào)整有功功率失調(diào)校正寄存器來修正小信號的偏差。

在PF=1.0,Vu=Un,Vi=0的情況下,等待DPUDIF的更新,通過MCU獲取PowerA的值,讀取若干次去平均值,取平均值的補碼的后4位寫入APOSA校正寄存器。

通道B的有功功率失調(diào)校正可通過配置APOSB來實現(xiàn),方法與校正通道A的相同。

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圖3:功率校正流程圖

b.有效值校準

有效值的校正流程如圖4所示,先校正電流的失調(diào),校正失調(diào)后,再進行A/B通道電流轉(zhuǎn)換系數(shù)KIA/KIB及電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)KU的計算,在PF=1.0、Vu=100%Un、Vi=Ib的情況下讀取IARMS、IBRMS寄存器的數(shù)值,根據(jù)公式KIA=IARMS/Ib可得到電流通道A的轉(zhuǎn)換系數(shù),按同樣的方法可得電流通道B的轉(zhuǎn)換系數(shù)KIB及電壓通道的轉(zhuǎn)換系數(shù)KU。

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圖4:有效值校正

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