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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

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【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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