wangkai123：
1電參數(shù)采集模塊電參數(shù)采集模塊由電壓互感器，電流互感器和電能計(jì)量芯片組成。其中，電壓互感器，電流互感器將電源線上的電壓電流轉(zhuǎn)換成小電壓信號(hào)送入CS5463電能計(jì)量芯片測(cè)量。電壓互感器：如圖2所示使用ZMPT101K2mA/2mA精密電流型電壓互感器。[圖片] 圖2電壓互感器原理圖電流互感器：如圖3所示使用CT20310A/10mA精密電流互感器，變壓比1000:1，額定輸入電流10A，額定輸出電流10mA。[圖片] 圖3電流互感器原理圖CS5463：CS5463可以應(yīng)用在家庭用戶的電能測(cè)量中，它價(jià)格低廉、測(cè)量精確、安裝方便。在1000:1的的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，線性度可達(dá)0.1%。功耗非常低，小于12mW。該集成芯片可精確測(cè)量瞬間電流和電壓，并由此計(jì)算出瞬時(shí)功率、電流有效值、電壓有效值、有功功率、視在功率、無功功率、基波功率、諧波功率、功率因數(shù)以及電壓頻率。CS5463的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示，經(jīng)過電阻分壓或者電壓互感器的到的小電壓信號(hào)送入VIN+和VIN-引腳兩端，經(jīng)過10倍放大，再通過二階Δ－Σ調(diào)制器數(shù)模轉(zhuǎn)化來得到二進(jìn)制數(shù)據(jù)[3]。經(jīng)過低成本分流電阻或電流互感器相連可的到的小電壓信號(hào)送入IN+和IN-引腳兩端，經(jīng)過10倍或50倍放大，再通過二階Δ－Σ調(diào)制器模數(shù)轉(zhuǎn)化來得到二進(jìn)制數(shù)據(jù)。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波，濾除高頻噪音。該芯片可以選擇加入高通濾波器通路，去除信號(hào)的的直流成分。任意一個(gè)通道中的高通濾波器如果不用，則這通道將啟動(dòng)全通濾波器，電壓和電流的信號(hào)之間的相位關(guān)系不被改變。電壓有效值和電流有效值是利用最近的N(N值放在周期計(jì)數(shù)寄存器中)個(gè)瞬態(tài)電壓/電流采樣值計(jì)算，這些值可從Vrms和Irms寄存器中讀出。瞬時(shí)功率是通過瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)電流的數(shù)據(jù)相乘得到，視在功率是通過電壓有效值和電流有效值相乘得到，N個(gè)瞬時(shí)功率平均計(jì)算出有功功率的值，功率因素是有功功率與視在功率的比值。[圖片] 圖4CS5463內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖CS5463集成有一個(gè)簡(jiǎn)單的三線串行接口(SPI)，包括同步時(shí)鐘SCLK和兩條數(shù)據(jù)線SDI、SDO，可以方便的與外界設(shè)備進(jìn)行交流。該接口主要通過三根線以及SPI傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過訪問內(nèi)部寄存器讀取數(shù)據(jù)，CS5463內(nèi)部寄存器都是24位,電壓，電流，功率數(shù)據(jù)以24位補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)。電參數(shù)采集模塊原理圖如下圖5所示，VIN+,VIN-,IN+,IN-引腳與電壓互感器，電流互感器的輸出端串聯(lián)接入470歐姆電阻，并且每個(gè)通道放入了三個(gè)瓷片電容，他們的目的有兩個(gè)，一是限流，保護(hù)引腳不被燒壞。二是電阻電容構(gòu)成RC低通濾波器，濾除信號(hào)中的高頻噪聲，提高測(cè)量結(jié)果的精確度。在每個(gè)電源引腳下都并聯(lián)瓷片電容，濾除電源中的干擾毛刺，保證CS5463電能計(jì)量芯片穩(wěn)定工作。XIN，XOUT接入4.096M晶振，為電能芯片提供時(shí)鐘信號(hào)。[圖片] 圖5電參數(shù)采集模塊圖