采用BL6523A計量芯片的智能電表方案

根據國家電網(wǎng)公司電網(wǎng)智能化建設規劃，在國家電網(wǎng)公司“計量、抄表和收費標準化建設研究”項目成果的基礎上，全國的大多數電表
電表

　　電表是電能表的簡(jiǎn)稱(chēng)，電表是用來(lái)測量電能的儀表，俗稱(chēng)電度表、火表、指測量各種電學(xué)量的儀表。 [全文]

企業(yè)均設計研發(fā)了符合新一代智能電網(wǎng)要求的電度表。在單相電度表的設計過(guò)程中，由于設計周期短，任務(wù)重，各個(gè)廠(chǎng)家對于設計芯片選型、硬件布局等還有待改進(jìn)的地方。本文針對上海貝嶺股份有限公司最新設計的符合國家電網(wǎng)公司要求的新一代智能電網(wǎng)的計量芯片BL6523A，從硬件設計和軟件設計上進(jìn)行分析。

　　BL6523A計量芯片是結合國內外計量要求，集合防竊電技術(shù)、多項專(zhuān)利技術(shù)而設計的能實(shí)現包括電壓電流等多種電氣測量的計量芯片產(chǎn)品。

　　BL6523A的性能介紹和結構分析及電氣測量原理

　　1.BL6523A的性能介紹

　　BL6523A是一款高精度、高穩定性的計量芯片，其精度在輸入動(dòng)態(tài)工作范圍(1500:1)內，非線(xiàn)性測量誤差小于0.1%；穩定性高，輸出頻率波動(dòng)小于0.1%。BL6523A可精確測量正負兩個(gè)方向的有功功率，輸出快速輸出脈沖(CF)；具有兩個(gè)電流采樣端，采樣火線(xiàn)和零線(xiàn)電流；給出電壓和雙電流的有效值，以及可測量范圍(1500:1)。

　　BL6523A還具有電壓失壓和斷相檢測功能；芯片上有電源
電源

電源是向電子設備提供功率的裝置，也稱(chēng)電源供應器，它提供計算機中所有部件所需要的電能。[全文]

電壓監測電路，檢測掉電狀；具有防潛動(dòng)功能，可編程防潛閥值設置；同時(shí)具有可編程調整脈沖輸出的頻率；此外，BL6523A還具有可編程增益調整和相位補償；給出功率因子(PF)，計算功率因數；可按需要給出中斷請求信號(/IRQ)；提供SPI通信接口，用于數據傳輸。

　　BL6523A帶參考電壓源2.5V，也可使用外部2 . 5V電壓。芯片外接3.58MHz晶振
晶振

　　晶振：即所謂石英晶體諧振器和石英晶體時(shí)鐘振蕩器的統稱(chēng)。不過(guò)由于在消費類(lèi)電子產(chǎn)品中，諧振器用的更多，所以一般的概念中把晶振就等同于諧振器理解了。后者就是通常所指鐘振。 [全文]

。芯片單工作電源5V，功耗(典型值)低至25mW。

　　2. BL6523A的內部結構BL6523A的結構

　　如圖1所示。工作時(shí)，電流信號和電壓信號先分別經(jīng)高精度的模數轉換(ADC)將模擬信號轉換為數字信號，然后通過(guò)采樣濾波器
濾波器

　　凡是有能力進(jìn)行信號處理的裝置都可以稱(chēng)為濾波器。在近代電信裝備和各類(lèi)控制系統中，濾波器應用極為廣泛；在所有的電子部件中，使用最多，技術(shù)最復雜要算濾波器了。濾波器的優(yōu)劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，所以，對濾波器的研究和生產(chǎn)歷來(lái)為各國所重視。 [全文]

、高通濾波器(HPF)濾去高頻噪聲與直流增益，得到需要的電流采樣數據和電壓采樣數據。然后將這兩個(gè)數據相乘，便得到瞬時(shí)有功功率，接著(zhù)經(jīng)過(guò)低通濾波器，輸出平均有功功率。電流采樣數據和電壓采樣數據分別通過(guò)平方電路、低通濾波器(LPF2)、開(kāi)平方電路，得到電流有效值和電壓有效值。有功功率通過(guò)一定時(shí)間的積分，可獲得有功能量。經(jīng)過(guò)數字信號的處理，通過(guò)SPI 接口輸出多種電氣數字量。

表1：BL6523A分頻系數選擇。