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ade7753是adi最新一款功能先進(jìn)的數(shù)字電度表芯片,這是一種帶串行接口和脈沖輸出的高精度有功和視在能量計(jì)量的集成電路。它集成了二階∑△adcs、一個(gè)數(shù)字積分器(在ch1上)、一個(gè)參考電壓源,一個(gè)溫度傳感器,能對(duì)電壓、電流有效值(rms)計(jì)算,有功、無功和視在能量的測(cè)量(圖1)。實(shí)際上ade7753是一個(gè)電能計(jì)量片上系統(tǒng)(soc)的芯片。圖1 ade7753內(nèi)部困構(gòu)1 性能優(yōu)良的內(nèi)嵌數(shù)字積分器 ade7753的片內(nèi)數(shù)字積分器能以優(yōu)良精度的數(shù)字積分作用, 實(shí)現(xiàn)在頻域內(nèi),將-20db/10倍頻程衰減和一種固定的-90(相移作用。數(shù)字積分器的相頻響應(yīng)和幅頻響應(yīng)非常接近于理想情況。片內(nèi)數(shù)字積分器提供直接接口到di/dt微分電流傳感器,從而省去了外部的模擬積分器,因而保證極好的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性,與高精度的電壓、電流通道相位匹配。di/dt微分電流傳感器徹底消除了錳銅分流器不能完全隔離、存在寄生電感的缺點(diǎn),也消除了傳統(tǒng)的電流互感器的相位誤差和大電流時(shí)過飽和的缺點(diǎn),而且成本非常低廉,是理想的新一代的電流傳感器,有望在寬量程、大電流、高精度的電能表中據(jù)優(yōu)勢(shì)地位?;陔娏鱾鞲衅鞯倪x擇,可以關(guān)斷和打開這個(gè)積分器。 2
密鉗形電流互感器,在不斷電、不改變計(jì)量回路的情況下,檢測(cè)計(jì)量裝置、電能表及互感器的誤差。顯示瞬時(shí)檢測(cè)狀態(tài)下的一次電流、二次電流、電壓、互感比。具有光電采樣和手動(dòng)采樣、脈沖輸入3種測(cè)量方式。精度等級(jí)達(dá)到0.2級(jí)。具有低頻脈沖信號(hào)輸出,方便送檢。不需另接電源。同時(shí),為了兼顧城市和農(nóng)村電網(wǎng)中的應(yīng)用,在滿足功能外設(shè)計(jì)還要考慮到室外操作環(huán)境、方便攜帶及大范圍的電壓變化等因素以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的要求。 1.2 系統(tǒng)總體組成 如圖1所示,系統(tǒng)以arm控制器s3c44b0x為核心,采用2片電能計(jì)量芯片ade7753同時(shí)對(duì)一次、二次回路的電壓電流輸入進(jìn)行測(cè)量,配合電能表的脈沖輸入,可同時(shí)計(jì)算出計(jì)量裝置綜合誤差、電能表誤差以及互感器誤差。由arm嵌入式控制器驅(qū)動(dòng)65萬(wàn)色彩色液晶顯示模塊及4×4矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面。微型熱敏打印機(jī)可打印輸出的誤差參數(shù)及日期。為了適應(yīng)寬電壓應(yīng)用的要求,采用ac/dc開關(guān)電源及dc/dc電源模塊為系統(tǒng)供電。 1.3 工作原理 首先應(yīng)將精密鉗型互感器分別夾在被測(cè)負(fù)載的一次、二次電流回路。根據(jù)被測(cè)電能表的不同及測(cè)量環(huán)境條件的限制,可選取自動(dòng)方式和手動(dòng)方式進(jìn)行檢
,數(shù)字電能表發(fā)展迅猛,中國(guó)目前已成為世界電能計(jì)量行業(yè)最具有活力的市場(chǎng)。城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造結(jié)束后,電能表市場(chǎng)需求從高速增長(zhǎng)期逐步向平穩(wěn)發(fā)展期過渡,居民新增表、網(wǎng)改輪換表以及對(duì)外出口的推動(dòng)使電能表仍有巨大的市場(chǎng)容量。同時(shí)電能表也從普通功能型向長(zhǎng)壽命、高精度、分時(shí)段、多功能、網(wǎng)絡(luò)化等高科技含量和高附加值的方向發(fā)展。 align="right" border=0 >class="maintext"> 圖1:?jiǎn)蜗喽喙δ茈娔鼙砉δ芸驁D。單相多功能電能表 本文介紹的方案的電能計(jì)量芯片選用美國(guó)adi公司的ade7753。ade7753集成了2路16位δ-σadc、高性能dsp、電壓基準(zhǔn)及溫度傳感器等電路,在1000:1動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)誤差小于0.1%;提供有功、無功及視在電能、電壓、電流有效值及波形采樣等數(shù)據(jù);功率、相位及輸入失調(diào)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字校準(zhǔn);在環(huán)境條件變化很大和長(zhǎng)時(shí)間使用條件下,采用專利技術(shù)的adc及dsp仍能保證高精度。實(shí)時(shí)時(shí)鐘(rtc)選用epson公司的rx8025,單片機(jī)每隔一段時(shí)間根據(jù)環(huán)境溫度的變化對(duì)rx8025的內(nèi)置晶體進(jìn)行補(bǔ)償,以實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 下面對(duì)基于以上芯片方案在單相多功能電能
設(shè)計(jì)的zigbee節(jié)點(diǎn)是星型結(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的雙節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),即由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)rfd節(jié)點(diǎn)組成。其中,zigbee每個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件均由兩部分構(gòu)成:電能測(cè)量與處理部分和無線接收/發(fā)送部分。而硬件具體實(shí)現(xiàn)的功能則由燒寫入單片機(jī)的程序來決定。無線抄表系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 無線抄表系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 電能測(cè)量與處理模塊的工作原理 電能數(shù)據(jù)采集模塊的核心是美國(guó)adi公司的一款高精度單相有功電能計(jì)量芯片ade7753。該芯片集成了數(shù)字積分、參考電壓源和溫度傳感器。它提供了一個(gè)和有功能量成比例的脈沖輸出(cf)和數(shù)字系統(tǒng)校準(zhǔn)誤差電路(通道偏置校準(zhǔn)、相位校準(zhǔn)及能量校準(zhǔn))。該芯片適用于單相電路中有功功率、無功功率和視在功率的測(cè)量。 ade7753有電流和電壓兩個(gè)通道,共兩路模擬量輸入,分別是電流通道v1p、v1n和電壓通道v2p、v2n。電壓信號(hào)經(jīng)可編程放大器(pga)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào),然后,電流信號(hào)經(jīng)電流通道內(nèi)的高通濾波器hpf濾除dc分量并數(shù)字積分后,與經(jīng)相位校正后的電壓信
11月11日訊,analog devices公司推出比以前的產(chǎn)品更精確的單相電表集成電路ade7753和多相電表集成電路ade7758.由非線性負(fù)載所引起的無功能量,需要能源供應(yīng)商給用戶提供比通常用瓦特小時(shí)(有效能量)電表測(cè)量的更多電壓-安培數(shù).能夠測(cè)量無功能量能防止收入的損失,改善能源生產(chǎn)能力的管理.ade7753和ade7758是基于adi的業(yè)界一流的有固定dsp功能的高分辨率adc技術(shù).dsp能實(shí)現(xiàn)所有必要的能量測(cè)量計(jì)算,使數(shù)據(jù)管理和監(jiān)視功能可用低成本的微處理器.這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了電表的設(shè)計(jì),以前是依靠微處理器來進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算.降低代碼開發(fā)能大大地降低成本,加快產(chǎn)品走向市場(chǎng).ade7758有2階sigma-delta adc,設(shè)計(jì)用于中等范圍的三相電表.對(duì)每一相,芯片測(cè)量無功,有效和表觀能量以及均方根(rms)電壓和rms電流.這些測(cè)量通過串行口進(jìn)行存取,允許進(jìn)行全部自動(dòng)化數(shù)字校準(zhǔn).ade7758能和各種傳感器接口,包括電流變壓器和di/dt電流傳感器如rogowski線圈.和adi的其它ade系列產(chǎn)品一樣,ade7758能提供精確的有效能源的測(cè)量,在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍1000:1內(nèi),增益誤差小于0.1
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?。粒模牛罚罚担呈牵粒模勺钚拢笨罟δ芟冗M(jìn)的數(shù)字電度表電路,這是1種帶串行接口和脈沖輸出的高精度有功和視在能量計(jì)量的集成電路。它集成了二階∑△ADCs、1個(gè)數(shù)字...
ADE7753是ADI最新一款功能先進(jìn)的數(shù)字電度表芯片,這是一種帶串行接口和脈沖輸出的高精度有功和視在能量計(jì)量的集成電路。它集成了二階∑△ADCs、一個(gè)數(shù)字積分器(在CH1上)、一個(gè)...
引言 ade7753是adi最新1款功能先進(jìn)的數(shù)字電度表電路,這是1種帶串行接口和脈沖輸出的高精度有功和視在能量計(jì)量的集成電路。它集成了二階∑△adcs、1個(gè)數(shù)字積分器(在ch1上)、1個(gè)參考電壓源,1個(gè)溫度傳感器,能對(duì)電壓、電流有效值(rms)計(jì)算,有功、無功和視在能量的測(cè)量(見圖1)。實(shí)際上ade7753是一個(gè)電能計(jì)量片上系統(tǒng)(soc)。 圖1 ade7753的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2性能優(yōu)良的內(nèi)嵌數(shù)字積分器 ade7753的片內(nèi)數(shù)字積分器能以優(yōu)良精度的數(shù)字積分作用,在頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)-20db/10倍頻程衰減和固定-90°相移。數(shù)字積分器的相頻響應(yīng)和幅頻響應(yīng)非常接近于理想情況。片內(nèi)數(shù)字積分器提供直接接口到di/dt微分電流傳感器,從而省略外部的模擬積分器,保證極好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,與高精度的電壓、電流通道相位匹配。di/dt微分電流傳感器徹底消除了錳銅分流器不能完全隔離、存在寄生電感的缺點(diǎn),也消除了傳統(tǒng)的電流互感器的相位誤差和大電流時(shí)過飽和的缺點(diǎn),而且成本非常低廉,是理想的新一代電流傳感器,有望在寬量程、大電流、高精度的電能表中占優(yōu)勢(shì)地位。基于電流傳感器的
的結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:傳感器;電能表;微分 電能表的容量正在向大電流需求方向發(fā)展,如美國(guó)家用電能表的電流檢測(cè)范圍從幾個(gè)ma到200a,南美發(fā)展中國(guó)家巴西也要求電能表的電流檢測(cè)范圍從幾個(gè)ma到100a。現(xiàn)有的電能表電流傳感器——低阻錳銅分流器、電流互感器和霍爾效應(yīng)傳感器已經(jīng)不能滿足這樣大跨度范圍采集的需要,一個(gè)體積小巧而對(duì)大小電流參數(shù)都能及時(shí)采集的新型電流傳感器di/dt微分電流傳感器應(yīng)運(yùn)而生。這種電流傳感器與adi最新推出的帶有片內(nèi)數(shù)字積分器、功能先進(jìn)的數(shù)字電能表芯片ade7753、ade7759十分匹配。di/dt微分電流傳感器具有較寬的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍,能處理電流波形中豐富的諧波成分。ade7753、ade7759的片內(nèi)數(shù)字積分器能直接接收di/dt微分電流傳感器信號(hào)。 di/dt微分電流傳感器基于rogowski線圈原理,這是一個(gè)與傳輸初級(jí)電流的導(dǎo)線發(fā)生互感的電感器。rogowski線圈通常由空芯線圈構(gòu)成,因而在理論上不存在磁滯、飽和或非線性問題。rogowski線圈電流傳感器由環(huán)繞一根長(zhǎng)直導(dǎo)線排列的、匝數(shù)為n的矩形空心線圈組成,并且線圈與該導(dǎo)線中
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