基于CS5460A芯片的電網(wǎng)電流表設(shè)計(jì)
引言
傳統(tǒng)的電網(wǎng)電流表一般都采用指針式表頭，且都存在著測(cè)量范圍小，穩(wěn)定性差，精度低，表頭指針指示不便于讀數(shù)且誤差大等缺點(diǎn)，已經(jīng)不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。而隨著智能化測(cè)控技術(shù)的迅速發(fā)展．以單片機(jī)為核心的數(shù)字電表的優(yōu)勢(shì)已十分明顯。為此，本文采用單片機(jī)作為儀表的主控制器，并用Cirrus Logic公司的電能計(jì)量芯片負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，給出了一款性?xún)r(jià)比高、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度很的電網(wǎng)電流表的設(shè)計(jì)方法。
1 系統(tǒng)工作原理
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的測(cè)量電網(wǎng)電流是必不可少的。本文采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源將220V交流市電整流穩(wěn)壓為模擬、數(shù)字兩路+5 V電源，來(lái)為整個(gè)電表電路供電。然后通過(guò)電流互感器檢測(cè)電流信號(hào)，再將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并送入單相功率／電能集成芯片CS5460A內(nèi)，同時(shí)在片內(nèi)完成信號(hào)的采樣、計(jì)算和誤差校正。整個(gè)過(guò)程可在MCU控制下進(jìn)行。該儀表系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
本系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源具有功耗小、穩(wěn)壓范圍寬、體積小、重量輕、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。由于系統(tǒng)檢測(cè)電路部分要用到CS5460A，因此，為了避免模數(shù)間的干擾，該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源部分需要有兩路+5 V輸出。
2 基于CS5460A的電流檢測(cè)電路
系統(tǒng)中的電流檢測(cè)電路是該電流表設(shè)計(jì)的核心部分．其主要功能是在AT89C52的控制下由CS5460A檢測(cè)電流信號(hào)并輸出瞬時(shí)值給單片機(jī)，本電路選用X5045來(lái)存放標(biāo)準(zhǔn)校正值。以供單片機(jī)隨時(shí)校準(zhǔn)電流值。檢測(cè)電路中的主要器件有電流互感器、CS5460A、AT89C52、X5045等。
2．1 CS5460A功能概述
CS5460A是一個(gè)包含有兩個(gè)△∑模一數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、高速電能計(jì)算功能和一個(gè)串行接口的高集成△∑模一數(shù)轉(zhuǎn)換器。它可以精確測(cè)量和計(jì)算有功電能、瞬時(shí)功率、IRMS和VRMS，可用于研制開(kāi)發(fā)單相二線(xiàn)或三線(xiàn)電表。CS5460A可以使用低成本的分流器或電流互感器來(lái)測(cè)量電流，而使用分壓電阻或電壓互感器測(cè)量電壓。CS5460A具有與微控制器通訊的雙向串口。芯片的脈沖輸出頻率與有功能量成正比。此外，CS5460A還具有方便的片上AC／DC系統(tǒng)校準(zhǔn)功能�！白砸龑�(dǎo)”的特點(diǎn)使CS5460A能獨(dú)自工作，可在系統(tǒng)上電后自動(dòng)初始化。在自引導(dǎo)模式，CS5460A可從一個(gè)外部：EEPROM中讀取校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和啟動(dòng)指令。使用該模式時(shí)，CS5460A在工作時(shí)不需要外加微控制器，因此，當(dāng)電表用于大批量住
