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基于CSE7780的單相智能電表設計
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時(shí)間：2013-02-18
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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CSE7780是深圳市芯?？萍加邢薰纠^2007年推出高精度單相有功功率計量芯片CSE7755B實(shí)現低成本電表方案，以及2009年推出填補國內數?；旌先嚯娔?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/計量芯片">計量芯片空缺的三相電能計量芯片CSE7752后，又成功推出的能夠測量電壓有效值、電流有效值、平均有功功率等各種電氣參數，且具有防竊電功能的單相多功能計量芯片?；谠撔酒碾姳矸桨竿耆蠂W(wǎng)新標準，從而使得芯?？萍汲蔀槟壳胺蠂W(wǎng)新標準的少數幾個(gè)芯片供應商之一。
基于CSE7780設計的智能電能表旨在使設計方案更加合理，使之成為性?xún)r(jià)比更具優(yōu)勢的產(chǎn)品。本文對計量芯片CSE7780的性能特點(diǎn)和結構電路進(jìn)行了分析，并從軟、硬件兩個(gè)方面給出符合國網(wǎng)智能電能表要求的設計方法。
符合國網(wǎng)新標準電能計量方案
CSE7780是一款高精度單相電能計量芯片，在動(dòng)態(tài)范圍(1500:1)內，非線(xiàn)性誤差小于0.1%，提供兩路電流有效值、一路電壓有效值，在動(dòng)態(tài)400:1的范圍內，有效值誤差小于0.5%。
該芯片能夠提供有功功率、有功能量、電流有效值、電壓有效值、線(xiàn)頻率、過(guò)零中斷等功能，以及提供全數字增益、相位、失調校準，有功能量脈沖從PF管腳輸出。CSE7780通過(guò)一個(gè)SPI串行接口可以與外部的MCU進(jìn)行通信；具有潛動(dòng)閾值可調功能；內部具有電源監控電路，可以保障芯片的正常工作。CSE7780使用5V單工作電源，內置2.5V電壓參考源，也可以使用外置的2.5V參考源。
CSE7780的內部功能結構框圖如圖1所示。在芯片工作時(shí)，將采樣到的電流、電壓信號先經(jīng)過(guò)增益放大器，將采樣信號放大，然后再通過(guò)高精度的Sigma-Delta、模數轉換器(ADC)將模擬信號轉換為數字信號，得到的數字信號通過(guò)低通濾波器、高通濾波器濾去高頻噪聲與直流增益，從而得到需要的電流、電壓采樣量化的數據。將這些數據相乘，經(jīng)過(guò)低通濾波器輸出平均有功功率；電流、電壓量化后的數據通過(guò)平方電路、低通濾波器、開(kāi)方電路得到電流、電壓有效值。將有功功率按時(shí)間積分，計算出有功能量。通過(guò)能量頻率轉換器將得到的能量通過(guò)PF引腳輸出，也可通過(guò)SPI總線(xiàn)獲得經(jīng)過(guò)數字信號處理得到的數字化數值。
圖1：CSE7780結構框圖
軟件設計
CSE7780寄存器的配置流程如圖2所示，先設置好計量控制寄存器，能后再配置校表寄存器。
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