ADE7758在新型電能監控系統中的應用與研究
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4 ADE7758在實(shí)際使用中的校準方法
ADE7758的用戶(hù)手冊給出了有關(guān)電流、電壓有效值通道以及功率計算校準原理和算法，在ADE7758實(shí)際使用之前必須經(jīng)過(guò)正確的校準過(guò)程，否則會(huì )出現較大誤差。因為該方案是使用ADE7758分時(shí)實(shí)現三相、單相電能監控功能，因此校準時(shí)首先需要對于兩種情況分別設置，對LCYCMODE寄存器和MASK寄存器進(jìn)行配置。校準單相，LCYCMODE寄存器的第4位置1，MASK寄存器第10位置1，表示允許A相過(guò)零檢測和過(guò)零中斷；校準三相，LCYCMODE寄存器的第4，5，6位置1，MASK寄存器第10，11，12位置1，表示三相都允許過(guò)零檢測和過(guò)零中斷。ADE7758測量出來(lái)的數據用二進(jìn)制表示，因此第一步校準工作就是完成二進(jìn)制的轉換，即得到LSB(二進(jìn)制的最低有效位代表的實(shí)際數據量)，算法為：準確值／測量值=LSB。比如準確值為220 V，從ADE7758的VRMS寄存器讀出的數據為二進(jìn)制表示的浮點(diǎn)數，即測量值。利用上面的公式得到VRMS寄存器的一位最低有效位所代表的電壓數值，即LSB。
電流有效值和電壓有效值的校準算法為：
式中：IRMS，VRMS為電流、電壓測量值；IRMS0，VRMS0為電流、電壓準確值；IRMSOS，VRMSOS為需要得到的電流、電壓的offset(誤差補償量)。根據該算法，在獲得準確值和測量值后，可以得到誤差補償量。該方案在實(shí)際校準過(guò)程中，為進(jìn)一步降低誤差，采用了更加準確的多次測量求平方根的方法得出測量值，再利用LSB的算法和誤差補償量的算法獲得相應的LSB和offset。
之后就是進(jìn)行功率的校準，包括有功功率、視在功率和無(wú)功功率。因為xWG／xVARG／xVAG三相9個(gè)寄存器是用來(lái)對平均功率進(jìn)行縮放的，將使功率校準更加精確，但給后續的校準帶來(lái)巨大的計算量，所以首先需要對它們進(jìn)行清零；然后就是如同有效值的校準一樣，需要設法獲得功率的LSB和offset。以有功功率為例，首先設定電流、電壓的準確值，然后分別讀出AWATTHR，BWATTHR，CWATTHR的三相有功功率累計量。在此還是利用移動(dòng)時(shí)間戳的方法，得到首次的時(shí)鐘節拍，然后重復前面的讀取操作，獲得當前時(shí)鐘節拍，兩次時(shí)鐘節拍相減，得出累計時(shí)間：有功功率的準確值=電流準確值*電壓準確值／累計時(shí)間，利用：LSB=準確值／測量值，得到有功功率的LSB。有功功率的offset計算公式為：
同樣利用移動(dòng)時(shí)間戳的方法，可以求出有功功率的offset。其中，IMIN需要額外設置一個(gè)準確值，之前的準確值則為JTEST，LINECYC就是通過(guò)OSTimeGet()函數得到的兩次累計時(shí)間。
在得到電流有效值、電壓有效值、有功功率的LSB和offset之后，基本完成了校準工作，最后通過(guò)ADE7758獲得的數據經(jīng)過(guò)LSB和offset的修正后，得到的實(shí)際測量數據如表1所示。ADE7758的用戶(hù)手冊給出的誤差低于0．1％，在實(shí)際組裝系統與測試過(guò)程中，不可避免會(huì )產(chǎn)生人為誤差，比如互感器的固定螺釘松緊不同會(huì )改變輸入電阻，造成電壓額外消耗；互感器部分的幾個(gè)較小阻值的1％精度電阻精度不足，造成分壓比例的不同等。經(jīng)過(guò)研究，如果需要進(jìn)一步提高精度，可以從提高電阻精度和改善系統組件固定方法兩方面進(jìn)行改進(jìn)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177635.htm
5 結語(yǔ)
區別于傳統電能監控系統的設計，本文提出了一種ADE7758分時(shí)實(shí)現單相、三相電能監控功能的解決方案，很好地滿(mǎn)足了企業(yè)用戶(hù)對于多種電能實(shí)時(shí)監控的需求，并且具有低成本、高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，應用前景十分廣闊。對于A(yíng)DE7758在新方案中的使用做了詳細的研究和實(shí)驗，通過(guò)實(shí)際開(kāi)發(fā)、測試，獲得了許多與芯片的底層驅動(dòng)、應用程序、校準過(guò)程有關(guān)的寶貴經(jīng)驗和實(shí)時(shí)監控數據，為進(jìn)一步完善方案打下了良好的基礎。
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