跟着我国的社会用电量迅速增长,全国特高压电网建造,百万千瓦级发电机并网,家居网络化进程,以及电网经营管理改善和计量新技术运用等要素,电能表商场开展迅猛,我国现在已变成全球电能计量职业最具有生机的商场。电能表商场需求正迈向前所未由的高速增长期,电能表也从一般功用型向长寿命、高精度、分时段、多功用、网络化等高科技含量和高的附加价值的方向开展。本文首要介绍了ADI公司的三相高精度多功用电能计量7878,以及其在
该ADE7878是美国ADI公司推出的三相高精度多功用电能计量芯片,逾越了工业上对电能计量0.2级表的精度和动态的要求。ADE7878的电压和电流通道为24bit -△型ADC,电压和电流有效值在动态规模为1000:1的动态下小于0.1%,电能在动态1000:1下小于0.1%,在动态3000:1下小于0.2%。详细功用如图1所示。ADE7878供给I2C,SPI,HSDC多种数据接口和3个灵敏的脉冲输出,ADE7878能够一起供给基波有功和无功功率,总(基波+谐波)有功和无功功率,视在电能计量,基波有功和无功电能计量和RMS核算。
ADE7878合适丈量各种三相装备下有功,无功和视在电能,如三相三线(角接)、三相四线(星形)以及其他的计量方法,一起也支撑电流互感器(CT)和微分线圈电流传感器,支撑一切通道的波形数据输出。该ADE7878支撑多种校表方法,每一相阶段,也便是有效值偏移校对,相位校准和增益校准。该CF1 , CF2和CF3逻辑输出供给了多种可供挑选:总/基波有功/无功功率,总视在功率,或总当时有效值。
ADE7878功用框图如图2所示,ADE7878是一种高精确度的,支撑EN50470-1,EN50470-3的规范,兼容三相三线,三相四线以及其他接线的多功用丈量IC,带有二路独立的中止请求输出口,三路独立的脉冲输出口,更多的通讯接口(I2C, SPI, HSDC)。ADE7878集成了数字积分、参阅基准电压源、温度灵敏元件等,内置老练的专用电能计量功用数字信号处理器,有可用于电流/电压有效值丈量,基波有功功率和无功功率、总(基波+谐波) 有功和无功功率,视在功率计量,一起供给有功和无功(基波+谐波)总能量,和基波有功和无功用量,谐波能量可经过简略减法运算取得。供给电池供电形式下的电流监测,可用于防窃电检测。ADE7878大部分内部电路作业在 2.5V 电源上(芯片内置的 LDO), 宽电源输入规模2.4-3.7V供电。
ADE7878有七路模拟量输入,分红电流和电压两个通道。电流通道由四对差分电压输入,分别是IAP,IAN;IBP,IBN;ICP,ICN,INP,INN。INP,INN可供给零线电流的有效值及瞬时值丈量。这四个电流通道最大的信号电压改变规模为0.5V。电流通道有一个可编程增益放大器(PGA1),放大器增益为1,2,4,8或16。除了PGA功用外,用于A/D转化时,通道1还具有输入信号满刻度挑选的功用。
电压通道具有三路单端电压输入通道,分别为VAP,VBP和VCP。这些单电压输入端的最大输入电压改变规模为0.5V。相对于VN来说,电压通道有一个可编程放大器PGA3,放大器增益为1,2,4,8或16。由用户编程来决议,一切的输入通道的增益相同。
ADE7878供给体系校准功用,每一相阶段,也便是有效值偏移校对,相位校准和增益校准, 供给了三路可装备脉冲输出CF1 , CF2和CF3,他们的逻辑输出供给了多种可供挑选:总/基波有功/无功功率,总视在功率,或总的当时有效值,在IRQ0中有三个独立的中止标志位对应3路脉冲,当CF脉冲产生时,能量寄存器中的内容能够被锁存,然后保证多个相关的能量寄存器的内容和CF产生时间同步。ADE7878供给四种不同的电源形式,引脚PM0和PM1能操控ADE7878进入不同的功耗形式,如表1所示。
ADE7878供给了防窃电功用,能够在全失压情况下供给电流信息,其零线能够给我们供给瞬时值和有效值电流检测,可核算各相电流瞬时值总和并与零线电流比较是否匹配。一切视点丈量运用电压和电流从负到正时的过零点,一起供给3个视点寄存器,可经过不同装备方法以获取各种视点丈量信息。
ADE7878供给三种串行通讯口: 复位后默以为I2C 接口,其最高的通讯速度为400KHz, 读操作最大64位数据被传送速率= 64/400KHz = 160us. 在上电或硬件复位后,经过SS引脚上接连拉高置地三次,ADE7878进入SPI通讯形式,其最高的通讯速度为2.5MHz. 主形式HSDC接口的最高的通讯速度为8MHz, 能够收集电压、电流瞬时值以用于谐波分析核算, HSDC形式能够装备成只传送三相电流+零线电流+三相电压形式,也能够装备成只传送九相功率瞬时值,在8MHz的时钟下最快通讯耗时=16*32/8MHz=64us.
ADE7878的电压电流通道输入信号规模为0.5V,引荐加标称电压Un时电压通道输入信号为250mV左右, 加最大电流Imax时电流通道输入信号为300mV左右。笔者此次规划的电表标称电压Un=220V,电压通道用4个330K电阻和一个1K电阻分压,加额外电压Un时输入信号为249mV,但在实践的运用中,笔者引荐客户至少用7个以上电阻分压,以进步抗干扰功用;电流互感器变比200:1,取样电阻为2个5电阻,加最大电流Imax(6A)时输入信号为300mV。图3为ADE7878的外围电路图。

