新型多功能电能表的电源电路原理及性能分析-仪表展览网

新型多功能电能表的电源电路原理及性能分析
1、电路工作原理

　　本设计采用开关稳压电源，将220V交流市电整流稳压为模拟、数字两路+5V电压，为整个电表电路供电。该系统通过电流互感器检测电流信号，而通过分压电阻采集电压信号，然后将其送入单相功率/电能集成芯片CS5463内，并在片内完成信号采样、计算和误差校正等。整个过程在单片机PLC916控制下进行。新型多功能电能表的电源电路设计

　　2、专用计量芯片CS5463

　　CS5463是内含两个△∑模-数转换器(ADC)、高速电能计算功能和一个串行接口的高集成△∑模—转转换器。它可以**测量和计算有功电能、瞬时功率、无功功率、IRMS和VRMS，可用于研制开发单相2线或3线电表。CS5463可以使用低成本的分流器或电流互感器来测量电流，并使用分压电阻或电压互感器来测量电压。CS5463具有与微控制器通讯的双向串口，其芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比。CS5463具有方便的片上AC/DC系统校准功能。其“自引导”的特点使得CS5463能独自工作，并在系统上电后自动初始化。在自引导模式，CS5463可从一个外部EEP-ROM中读取校准数据和启动指令。使用该模式，CS5463在工作时不需要外加微控制器，因此，当电表用于大批量住宅电能测量时，可降低电表的成本。

　　CS5463可以提供瞬时电压/电流/功率数据采样及有功能量、IRMS、VRMS的周期计算结果。为适应低价测量应用，CS5463也能在给定引脚上输出脉冲串，输出的脉冲数与有功能量寄存器的数值成正比。CS5463专为功率测量进行了优化，适合于与分流器或电流互感器相连来测量电流，并与分压电阻或电压互感器相连来测量电压。为适应不同电平的输入电压，CS5463的电流通道集成有一个增益可编程放大器(PGA)，它可使输入电平满量程选择为±250mVRMS或±50mVRMS。电压通道的PGA可适应±250mV的输入电压范围。对于VA+和VA-两端接单+5V电源的情况，两个通道的差模输入引脚间所加的共模信号电压为-0.25~+5V。另外，设计时，还可以在某一个通道或两个通道实现双端差模输入，此时，其输入信号的共模电压将加在AGND上。CS5463每通道都有一个高速数字滤波器，可将两个△∑调制器的输出衰减10倍并积分。滤波器以(MCLK/K)/1024的字输出速率(OWR)输出24位数据。为了方便与外部微控制器通讯，CS5463集成有一个简单的三线串行接口。该串口与SPITM和MicrowireTM标准兼容。串口的串行时钟(SCLK)和RESET引脚内包含有一个施密特触发器，故可允许使用上升速度较慢的信号。湿度传感器探头 , , 不锈钢电热管 PT100 传感器 , , 铸铝加热器 , 加热圈流体电磁阀

　　CS5463的主要特性如下：

　　◇在1000：1的动态范围内，其电能数据的线性度为±0.1%;

　　◇可以测量瞬时电压、电流和功率，包括IRMS和VRMS、视在功率、有功和无功功率以及有功的基波和谐波功率、无功的基波功率、功率因数、频率等;

　　◇具有电能-脉冲转换功能;

　　◇具有系统校准和相位补偿功能;

　　◇带有温度传感器;

　　◇具有两种无功计算方式;

　　◇可以从串行EEPROM智能“自引导”，而不需要微控制器;

　　◇可AC或DC系统校准;

　　◇具有机械计度器/步进电机驱动器;

　　◇符合IEC687/1036，JIS工业标准;

　　◇功耗<12mW;