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如何基于CS5463型電能測(cè)量電路原理進(jìn)行高速功率計(jì)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(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠進(jìn)行高速功率(電能)計(jì)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(cè)量電壓，使用分流器或電流互感器測(cè)量電流。　　從而計(jì)算出有功功率，因此該電路特別適用于開發(fā)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(shù)計(jì)算，可滿足設(shè)計(jì)者的多方面需求。此外，CS5463片內(nèi)還帶有溫度傳感器，有助于設(shè)計(jì)者調(diào)整溫度漂移誤差，提高測(cè)量精度。　　2 CS5463的主要特點(diǎn) 　　CS5463的特性如下：　　(1)電能數(shù)據(jù)在1000：l動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的線性度為±0.1%；　　(12)具有機(jī)械計(jì)數(shù)器/步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器　　3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能　　3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 　　CS5463的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，它由2個(gè)可編程增益放大器、2個(gè)△-∑調(diào)制器、配套的高速濾波器、功率計(jì)算引擎、偏置和增益校正、功率監(jiān)測(cè)、串行接口及相應(yīng)功能寄存器等組成。2個(gè)可編程放大器采集電壓和電流數(shù)據(jù)，△-∑調(diào)制器對(duì)模擬量采樣處理，高速數(shù)字低通或可選的高通濾波器濾取可用電壓電流數(shù)字信號(hào)，功率計(jì)算引擎計(jì)算各類型的功率，電壓、電流，并將計(jì)算的功率值通過串行接口對(duì)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(hào)輸出模塊，可以直接外接計(jì)數(shù)器或步進(jìn)電機(jī)，從而省去微控制器而直接外送用電量，降低電表類產(chǎn)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(hào)送入可編程PGA進(jìn)行增益放大，放大后由△-∑調(diào)制器以一定的采樣速度采樣，采樣的結(jié)果再進(jìn)行高速數(shù)字濾波，得到符合要求的數(shù)字信號(hào)。電壓輸入通道采用二階△-∑調(diào)制器，高速濾波器由一個(gè)固定的Sinc2濾波器實(shí)現(xiàn)；電流通道采用四階△-∑調(diào)制器，并用一個(gè)Sinc4濾波器實(shí)現(xiàn)，與電壓通道的范圍相比，可以在輸入跨度更大的情況下實(shí)現(xiàn)電流通道的精確測(cè)量。2個(gè)通道的數(shù)據(jù)接著通過2個(gè)FIR補(bǔ)償濾波器來補(bǔ)償通過低通濾波器后產(chǎn)生的幅值損耗。另外，2個(gè)通道都提供了一個(gè)可選的高通濾波器(HPF)，它可以在有效值、電能計(jì)算之前除去電壓和電流信號(hào)中的直流成分。　　4.2 增益及DC偏移量調(diào)整　　濾波后的瞬態(tài)電壓和電流的數(shù)字量將進(jìn)行偏移量和增益調(diào)整，這是基于DC偏移量寄存器(加法運(yùn)算)和增益寄存器(乘法運(yùn)算)的調(diào)整。調(diào)整后的24位瞬態(tài)數(shù)據(jù)采樣值將存入瞬態(tài)電壓和電流寄存器，用戶可以通過串口從中讀出采樣數(shù)據(jù)。　　4.3 能量計(jì)算　　以有功功率的計(jì)算為例，采樣得到瞬態(tài)電壓和電流的數(shù)字量，把每對(duì)瞬態(tài)電壓和電流的數(shù)據(jù)相乘，得到瞬時(shí)有功功率的采樣值。每個(gè)A/D采樣周期后，新的瞬態(tài)功率采樣值就存入功率寄存器，N個(gè)瞬時(shí)功率采樣值為一組，每組的值累加和用于計(jì)算以后放在能量寄存器中的數(shù)值，它與電路在N個(gè)A/D轉(zhuǎn)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(gè)瞬態(tài)電壓、電流采樣值計(jì)算，并可從RMS電壓和電流寄存器中讀出。[url= http://www.whtlhgdq.com/]串聯(lián)諧振[/url] 串聯(lián)諧振 [url= http://www.whtlhgdq.com/]直流電阻測(cè)試儀[/url] 直流電阻測(cè)試儀 [url= http://www.whtlhgdq.com/]電纜故障測(cè)試儀[/url] 電纜故障測(cè)試儀 [url= http://www.whtlhgdq.com/]繼電保護(hù)測(cè)試儀[/url] 繼電保護(hù)測(cè)試儀 [url= http://www.whtlhgdq.com/]開關(guān)測(cè)試儀[/url] 開關(guān)測(cè)試儀

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