单相多功能电能表参考设计方案

2011-05-15 09:50:42来源: 互联网
随着电力改革,新技术的推进及分时电价的调整等用电政策的出台,国家电网公司出台了电能表的新标准,为此,中电公司设计出单相多功能电能表参考解决方案,来满足市场的需求。

  电能表采用了飞思卡尔MC9S08MZ60微控制器为控制核心,整合了CEACSZ、Epson、NS、贝岭BL6523、BL55076等重点高性能器件。整体电能表系统结构如图1。

  当电能表接入交流电路,BL6523对电流电压信号进行采样,两端电流信号和电压信号先后分别经高精度的模数转换(ADC)将模拟信号转换为数字信号,然后通过采样滤波器、高通滤波器滤去高频噪声与直流增益,得到需要的电流采样数据和电压采样数据,如图2所示。

其中电流电压瞬态值是将电流采样数据和电压采样数据相乘得到,电流电压瞬态值经过低通滤波器输出平均有功功率。将电流电压采样数据分别通过平方电路、低通滤波器、开平方电路得到电流有效值和电压有效值。

  BL6523对输入数字信号进行处理,完成数字滤波、过零检测、相位校正后得到数据,经过时间积分累计计算获得电能计量。计量芯片BL6523集成一个SPI接口,通过SPI接口与MCU(MC9S08MZ60)之间进行计量参数以及校表参数的传递。MCU中断捕获并对电量脉冲进行计数,并查询记录电量方向。

  主要器件及其性能分析

  主控芯片8位MCU MC9S08MZ60采用增强型HCS08内核,40MHzCPU,20MHz内部总线; 60kB片上flash和2kB片上RAM;等待模式加两个停止模式的低功耗设计;具有掉电自动比较检测功能,缩短开发时间,实现软件零开销。芯片配置较好,性能稳定可靠,功耗和成本低。计量芯片采用贝岭数字防窃电的计量专用芯片BL6523,此芯片具有较高的性价比,集成了高精度Sigma-Delta ADC、参考电压电路、电源管理电路等模拟电路模块,以及处理有功功率、电流电压有效值等电参数的数字信号处理电路。LCD驱动模块采用贝岭BL55076,这是一款通用型液晶控制和驱动单芯片,汉字显示清晰直观。电源管理芯片采用NSLM2841,这是一款低功耗高效率且具有短路保护电源管理芯片。实时时钟采用RX-8025T,内置高稳定度的数字温度补偿晶振荡器,I2C总线速度高达400kbit/s,具备日历、计时、闰年自动调整功能,功耗低,日计时准确度≤0.5s/d。

  中电设计单相多功能电能表,所采用器件都是以高质量、高精度、高稳定性、低功耗、低成本出发,具有一定的价格竞争力。电能表除了具有电能计量功能外,还具有多费率分时计量、预付费、防窃电、存储、时间管理、红外和RS485通讯接口等多种功能。功能完善,适用于居民、商店、学校等场合,是当前用电体制改革,实现电能商品化和高低峰分时计量,调整电网负荷状态的理想电能计量产品。

关键字:参考  设计方案

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0515/article_8554.html
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