電子式電能表的工作原理為:由分壓器完成電壓取樣,由取樣電阻完成電流取樣,取樣后的電壓、電流信號(hào)由乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號(hào),經(jīng)V/F變換后,輸出的脈沖信號(hào)推動(dòng)計(jì)數(shù)器工作,如果是智能電表,則將脈沖信號(hào)輸入單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。
要完成上述功能,就要采用專用的電功率測(cè)量芯片,其中最常用的AD7755就是一種高精度的電功率測(cè)量芯片,其內(nèi)部的乘法器是數(shù)字型乘法器。
AD7755的功能框圖見圖 1,引腳見圖2。它輸出的脈沖信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器的步進(jìn)電機(jī)。AD7755的性能測(cè)試電路見圖3。其中V1P、V1N為電流傳感器的模擬輸入端,V2P、V2N為電壓傳感器的模擬輸入端。按圖中SCF、S1、SO的接法,CF輸出頻率是F1和F2的16倍。

圖1 AD7755內(nèi)部框圖

圖2 AD7755引腳排列

圖3 AD7755性能測(cè)試電路

圖4 AD7755信號(hào)處理框圖
AD7755的信號(hào)處理框圖見圖4。兩個(gè)ADC分別對(duì)來(lái)自CH1(交流電流取樣)和CH2(交流電壓取樣)的電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化,這兩個(gè)ADC都是16位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。電流通道內(nèi)的高通濾波器(HPF)濾掉電流信號(hào)中的直流分量,從而消除了曲于電流或電壓失調(diào)所造成的有功功率計(jì)算上的誤差。瞬時(shí)功率由電壓信號(hào)和電流信號(hào)直接相乘得到,通過(guò)低通濾波器(LPF)得到有功功率。再經(jīng)電壓一頻率轉(zhuǎn)換,引腳F1和F2以較低頻率形式輸出有功功率平均值,此脈沖推動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),引腳CF以較高頻率形式輸出有功功率瞬時(shí)值,用于儀表校驗(yàn),由于其輸出頻率羅高,便于進(jìn)行處理,因此本文利用CF輸出的脈沖信號(hào)作為測(cè)量信號(hào)。 |