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基于單片機的學(xué)生公寓用電管理系統設計

作者： 時(shí)間：2011-01-11 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏

該芯片集成了豐富的功能模塊，外部只需少量的輔助元件即可完成所有功能，達到了整機低成本、高可靠的要求。電表設計框圖如圖2所示。
b.JPG

1．3 電流電壓互感器采樣電路
其工作原理是：首先，通過(guò)電流互感器CT、電壓互感器PT對電流、電壓采樣，采樣電路如圖3所示；采樣后直接送入IC引腳，經(jīng)過(guò)內部放大電路放大，通過(guò) A／D轉換器轉換成為數字信號；接下來(lái)經(jīng)過(guò)數字濾波、移相等處理；最終，得到有效的電能計量數據。從而完成對有功／無(wú)功功率、瞬時(shí)電流和電壓的有效值以及當前的交流頻率值的計量、計算。

c.JPG
計量電路可以由軟件來(lái)控制采樣兩路電流信號中的某一路。在計量模塊內部與電壓采樣結果進(jìn)行乘法處理，計算得到有功功率、無(wú)功功率。計量模塊與8051之間是并行通訊，通過(guò)寄存器以及中斷進(jìn)行控制。PL3200內部的嵌入式微處理器8051可以通過(guò)特殊功能寄存器(SFR，包
括控制寄存器、標識寄存器、校表寄存器和數據寄存器四類(lèi))地址直接訪(fǎng)問(wèn)計量模塊內部的寄存器。
1．4 有功測量
電能在物理山可以看成是從電源流向負載的能量流，在數學(xué)上等于該時(shí)刻瞬時(shí)電壓值與瞬時(shí)電流值的乘積，將所有瞬時(shí)消耗的乘積在時(shí)間上做積分得到(見(jiàn)下式)：
d.JPG
其中U、I分別為交流電壓、電流信號的有效值，cosφ為功率因素，然而，式(2)僅適用于電壓電流都是標準正弦信號的時(shí)候，若這個(gè)前提不滿(mǎn)足，則不能用式(2)作電網(wǎng)的功率計量。在實(shí)際電網(wǎng)中，電壓電流信號基本上都不是只包含50Hz頻率分量的正弦信號，而是含有很多諸如
100Hz、150Hz、200Hz…等的諧波信號。因此現代電能計量都仍然使用式(1)來(lái)計算功率和電能。
PL3000芯片采用了IIR高通濾波器去除電壓電流信號中的直流信號，IIR型濾波器的一個(gè)缺點(diǎn)是具有非線(xiàn)性相位的頻響特性，但由于PL30 00芯片對電壓和電流信號使用同樣的IIR型濾波器，對電壓電流信號中的同頻率分量將產(chǎn)生同樣的相位延時(shí)，它們的相角差沒(méi)有改變，因而不會(huì )對同頻率的電壓電流乘積積分值產(chǎn)生影響，這一點(diǎn)PL3000芯片與其他同類(lèi)功率計量芯片不同，高通濾波器將不會(huì )由于非線(xiàn)性相位效應對電能計量產(chǎn)生不利影響。

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