2、提供能够单独抄读送测样机的单、三相计量芯工装各2个,基于PL3223的三相电能表设计计算方法

 联系我们     |      2020-02-01

近期,国网计量中央揭橥通报,为了举行智能电能表功用,进步付加物的油滑、可相信性和安全性,满意泛在电力物联网的建设要求和前程各式功用扩大和高等应用的供给,现协会对新一代智能电能表开展样机作用验证职业。  送样样机必要:送样样板单相、三相样机各2只,个中单相样机规格为0.25A-0.5(80卡塔尔(قطر‎A,220V,有功A级;三相样机规格为0.015A-0.075(6卡塔尔A, 3×57.7/100V-100V电压自适应,有功C级,经互感器接入,带帮扶电源。  国网计量中央有限集团有关集体新一代智能电能表样机功用验证的打招呼  各电能表分娩公司:  为了扩充智能电能表功能,升高产物的油光水滑、可相信性和安全性,满足泛在电力物联网的建设供给和前景各个功用扩张和高端应用的急需,现组织对新一代智能电能表开展样机成效验证职业。  生龙活虎、送样样本规格  送样样板单相、三相样机各2只,在这之中单相样机规格为0.25A-0.5(80State of QatarA,220V,有功A级;三相样机规格为0.015A-0.075(6卡塔尔A,3×57.7/100V-100V电压自适应,有功C级,经互感器接入,带帮扶电源。  二、送样样本外形尺寸  送样样本外观布局及尺寸需求详见附件1-附属类小零部件4。  三、送样样板技巧、功效必要  送样样板技术、成效目标供给详见附属类小构件5-附属类小构件7。  四、其余必要  1、单、三相样机管理芯必要必需利用M4内核及以上的单片机,不利用操作系统。  2、此次送样样机对象为手板模样机,首要举行功用性测验,不对机械品质实行必要。  3、此次送样样机不要求全数安全方案。  五、须要提交的别的素材  1、提供能力所能达到三番五次送测样机的蓝牙( Bluetooth® State of Qatar转串口工艺器具5个(在那之中2个作为主模块,3个作为从模块State of Qatar。串口选用USB接口情势(串口Porter率115200bps,8个数据位,1个结束位,偶校验卡塔尔。附工艺器材操作表达书,表明种种工艺器械是主设备依旧从设备等新闻,若工艺器材需求设置驱动的还要提交驱动程序(光盘卡塔尔。  2、提供能够单独抄读送测样机的单、三相计量芯工艺装备各2个。  (1卡塔尔国拔掉管理芯可插此工艺器械抄读计量芯数据,此工艺道具需支撑双芯通讯,抄读计量芯工艺器材生龙活虎端连接计量芯双芯通讯接口,另风流浪漫端转为485总线输出。  (2卡塔尔(قطر‎工艺器材可只辅助1路485,Porter率115200bps,8个数据位,1个结束位,偶校验。  (3State of Qatar工艺装备应帮衬邮电通讯号秒脉冲输出,脉冲直接通过计量芯与治本芯接口引出。  (4卡塔尔(قطر‎工艺器具应协理有功电能、正向、反向谐波电能脉冲功率信号(邮电通讯号卡塔尔国输出。  (5卡塔尔(قطر‎三相表计量芯工装应帮衬无功电能脉冲实信号(邮电通讯号State of Qatar输出。  (6卡塔尔以上全部实信号输出均独立,在工艺器具上印有能量信号表达,并还要附有工艺器材使用表达(纸质版黄金年代份,单、三相分开卡塔尔国。  3、提供可供验证软件进级的顺序晋级包,当前电度量提醒仪表程序软件版本号为V1.0,液晶显示当明日子格式为2019.10.24(示例卡塔尔国,待跳级程序软件版本号为V2.0,液晶突显当前几天子格式为19.10.24(示例State of Qatar,显示日期液晶右对齐。各厂商可对软件晋级包自行加密,国网计量宗旨不对软件的保密肩负。  4、私下认可不启用安全方式参数,全数数据采用公开传输(程序进级数据厂商可自动加密卡塔尔(قطر‎。  5、提供支撑《多芯模组化表扩大通讯合同》的电度量提醒仪表测量试验维护软件(能够实行数量解析即可卡塔尔(قطر‎。  6、电能表没有须求开展盲样管理。

图2:参数配置流程图

2011年3月30日

基于PL3223的三相电能表设计总结方法

2:HFConst存放器的安装电表常数EC为1600imp/KWh;Vu=0.22V;Vi=10A*0.00025Ω*16=40mV;EC=1600;Un=220V;Ib=10A。依据公式HFConst= INT[39.3143*Vu*Vi*10^11/(EC*Un*Ib)]可得HFConst=2664H,由此写入HFConst寄存器的值应该为2664H。3:别的计控存放器配置1) 运行电流的布署在Un、Ib的处境下,有功功率寄存器PowerA的数值为1A375D7H,根据要求在0.4%Ib的情形下能够符合规律运营,则Pstar寄放器可配备为0.2%Ib有功功率对应的数值pstar=00D6H(Pstart对应的是PowerA的高二十二人,总括出的Pstart是16'h00D6卡塔尔。2) 能量累加情势的计划由于必要总结正面与反面有作用量,因而大家须将能量累积方式配置成正面与反面向功率都踏足累积,累积格局是代数和章程,负功率有REVQ符号指示,使能PF脉冲输出及有功电能存放器累计,就能够将EMUCON配置为0001H。4:校表参数的安顿1)有功功率校准a、功率增益改善在输入实信号为Un、Ib的事态下,从校表台得到通道A的固有误差为err,则只要Pgain>=0,则GPQA=INT[Pgain*215],反之若Pgain<0,则GPQA=INT[216+Pgain*215]通道B的功率校准可透过配备GPQB来兑现,方法与改进通道A的平等。b、相位改进在PF=0.5L,输入随机信号为百分百Un、%100Ib的气象下,从校表台上获取的抽样误差为err,则相位绝对误差补偿为,对50Hz的电力网而言,PHSA有0.020=0,PHSA =INT(θ/0.020卡塔尔(قطر‎;借使θ<0,PHSA =INT(2^8+θ/0.02 卡塔尔-96。通道B的相位校正可透过安插PHSB来贯彻,方法与修正通道A的相符。c、有功功率失调修改在小时限信号1.0的事态下,要是小模拟信号偏差非常大,可经过调解有功功率失调更改寄存器来改过小模拟信号的谬误。在PF=1.0,Vu=Un,Vi=0的处境下,等待DPUDIF的换代,通过MCU取PowerA的值,读取一回去平均值,取平均值的补码的后4位写入APOSA修改贮存器。通道B的有功功率失于调养改善可透过布置APOSB来贯彻,方法与纠正通道A的相似。2卡塔尔国有效值校准有效值的校勘流程如图4所示,,先改正电流的缺乏调养,修改失调后,再张开A/B通道电流转变周详KIA/KIB及电压调换周到KU的猜想,在PF=1.0、Vu=百分之百Un、Vi=Ib的情事下读取IARMS、IBRMS贮存器的数值,依照公式KIA=IARMS/Ib可收获电流通道A的转变周密,按同样的点子可得电流通道B的转移周详KIB及电压通道的改换周详KU。

脚下CSE7780处于量产阶段,完全能够满意国网招标的坐蓐急需。

表3 跳线选择

1:CSE7780 ADC参数设计以设计一块额定电压220V(UnState of Qatar、10 (60State of QatarA电流规格、表常数为1600imp/KWh电度量提醒仪表为例,由于电流输入通道允许输入最大功率信号为±700mV的峰峰值,10(60卡塔尔(قطر‎A的表寻思到通道A发热的意况,可选择200~250微欧的锰铜,若以250微欧的锰铜来采集样板,在Imax=60A时,通道A的采集样本能量信号为60A*250μΩ=15mV,由于电流通道A的允许最大输入实信号为495mV,因而电流通道的增益采取可配备成16,通道B选择2500:1的互感器;负载电阻10Ω,电流通道B增益设置为1。电压通道允许最大输入时限信号为±700mV的峰峰值,思索到电压会有1六成Un过压,可将电压采样时限信号通过互连网电阻将220V交换电压确定性信号降到220mV左右,电压通道增益选取为1。通过上述的论述,我们须将电流通道A的增益设置为16,电流通道B的增益设置为1,电压通道的增益设置为1,由此SYSCON贮存器应设置为00C0H。

与前段时间主流国网计量IC相比较,CSE7780具备相当高的性能和价格的比例。

SCF

S2

S1

CFSCL

0

1

0

4

CSE7780的里边职能构造框图如图1所示。在微芯片工作时,将采样到的电流、电压随机信号先通过增益放大装置,将采集样板时限信号放大,然后再经过高精度的Sigma-Delta,模数调换器将模拟时域信号调换为数字频限信号,获得的数字信号通过低通滤波器、MTK滤波器滤去高频噪声与直流电增益,进而获取需求的电流、电压采集样本量化的多寡。将这一个数据相乘,经过低通滤波器输出平均有功功率;电流、电压量化后的数量经过平方电路、低通滤波器、开药方电路得到电流、电压有效值。将有功功率定期间积分,总括出有作用量。通过能量频率调换器将获取的能量通过PF引脚输出,也可因而SPI总线获得通过数字非时限信号处理获得的数字化数值。完整应用方案软硬件设计软件设计CSE7780寄放器的构造流程如图2所示,先安装好计控寄放器,能后再陈设校表贮存器。

该微电路可以提供有功功率、有功效量、电流有效值、电压有效值、线频率、过零有始无终等功效,以至提供全体字增益、相位、缺乏调养校准,有成效量脉冲从PF管脚输出。CSE7780通过一个SPI串行接口能够与外界的MCU举办通讯;具有潜动阈值可调作用;内部有着电源监察和控制电路,能够维持微芯片的健康办事。CSE7780使用5V单工作电源,内置2.5V电压参考源,也能够行使外置的2.5V仿照效法源。

电流规格:1.5/6A,及焦点电表为1.5A,最大电流6A

图5:智能电能表原理框图

透过在德国首都计量院的整表测验,CSE7780能够标准衡量国网单相智能电能表各类参数,计量精度完全满意必要。基于CSE7780的完整方案经EMC检查评定、认证的第三方正式认证单位信测科学技术验证了EMC等地点的习性,具备极佳的品质指标,完全切合新一代国网智能电能表的必要。

[1] 卢世为,刘建华,“电能表常数与开发银行、潜动实验”,电工仪表与公用表计行当音讯,二〇〇七,4

第蓬蓬勃勃词:CSE7780, 智能单相电衡量提醒仪表, 软件校表, Sigma-Delta, 模数转变器CSE7780是温哥华市芯海洋科学技股份两合公司继2007年出产高精度单相有功功率计量集成电路CSE7755B完毕低本钱电度量提醒仪表方案,以致二零一零年推出增补国内数模混合三相电能计量微电路空缺的三相电能计量晶片CSE7752后,又打响推出的能够衡量电压有效值、电流有效值、平均有功功率等各类电气参数,且持有防窃电功效的单相多职能计量微电路。基于该微电路的电度量指示仪表方案完全相符国网新专门的学业,进而使得芯海洋科学技成为如今符合国网新标准的个别多少个微电路承包商之黄金时代。基于CSE7780设计的智能电能表意在使建设方案尤其合理,使之变成性能与价格之间的比例更具优势的制品。本文将对计量集成电路CSE7780的属性特点和布局电路进行了拆解深入分析,并从软、硬件几个方面提交切合国网智能电能表必要的布署艺术。相符国网新专门的学问电能计量方案CSE7780是生龙活虎款高精度单相电能计量晶片,在动态范围(1500:1卡塔尔国内,非线性舍入误差小于0.1%,提供两路电流有效值、一路电压有效值,在动态400:1的限量内,有效值标称误差小于0.5%。该晶片能够提供有功功率、有成效量、电流有效值、电压有效值、线频率、过零半涂而废等职能,以至提供全体字增益、相位、失于调养校准,有成效量脉冲从PF管脚输出。CSE7780通过三个SPI串行接口能够与外界的MCU进行通讯;具备潜动阈值可调功效;内部有着电源监察和控制电路,能够维持微芯片的健康干活。CSE7780使用5V单职业电源,内置2.5V电压参谋源,也能够行使外置的2.5V参照他事他说加以侦查源。

在动态范围内,非线性相对误差小于0.1%,提供两路电流有效值、一路电压有效值,在动态400:1的限量内,有效值相对误差小于0.5%。

选料为:470k、300k、300k、300k、150k、75k、39k、18k、9.1k、5.1k、2.2k 、1.2 k、0.56k,总和平左券为1670 k;电压取样电阻为1k,依照上述电阻进行分压核实:

图4:有效值改进

芯海洋科学技相符国网新标准的智能电力网单相计量IC

我简要介绍:吴克清忠,男,学士,东京福星晓程电子科学和技术股份有限集团副总工程师程师

图1:CSE7780构造框图

PL3223支撑电阻互联网校表;同期提供全体字的校准功用,合作单片机能够成功高效精密的校准任务。

上面是照准CSE7780使用进度中别的一些应当小心的标题交给的建议:在PCB结构的时候需求小心变压器对锰铜的影响,那会耳熟能详到计量晶片的小时限信号的引用误差;在采样输入端的走线应平行对称,减小采集样板线所包围的面积;晶体不能放在PCB板边,防止在打ESD的时候,将微芯片打死,晶体上边最佳永不走其余的数字信号线。本文化总同盟结通过在深圳计量院的整表测量试验,CSE7780能够精确衡量单相智能电能表种种参数,计量精度完全满足必要。基于CSE7780的后生可畏体化方案经EMC检查测试、认证的第三方正式认证单位信测科学和技术验证了EMC等地点的品质,具备极佳的质量目标,完全相符新一代国网智能电能表的须要。其简要易懂的软件校表形式,既方便电能表开辟工程师的次第开拓,又巩固了分娩线的频率。(end卡塔尔

PL3223之中集成有二阶Σ-Δ ADC, 参照他事他说加以调查电压源, 温度传感器, 电源检查测验,有功/无功电能计量、电压/电流有效值、频率度量的数字非确定性信号管理模块。单5V供电,晶体育专科高校配为9.6M。

5:CSE7780校准及伊始化进程1) 上电开端化MCU2) 对计量微芯片的可写寄放器依次写入,完毕计控贮存器及校表参数的起首化。在初始化的进度中,要保管写入到计量集成电路的数值的对的。在常规办事的时候供给监察和控制CSE7780的干活情景,确定保证计量微电路处在符合规律处境下工作,平日监察和控制校验和是或不是科学及微芯片是否有被重新载入参数。硬件设计如今芯海能够向客户提供包涵软、硬件在内的共同体参照他事他说加以考察设计。图5为智能电能表原理框图,图6为这段时间推出的参照他事他说加以考察设计总体电路。

Vu = (CF *CFSCL)/ (3*192.94* Vi)

图6:国网单相智能表实物图

CF=3 图片 1K*Un*Ib/1000/3600

图3:功率修改流程

代入已知各变量数据到公式,拿到:Vu=141mV。

图片 2

设置工艺要求:互感器的两根输出线应牢牢绞绕,减弱受外部差模噪声影响

[3]“全电子式电能表定型推断大纲”,二零零一

透过批量测验声明,PL3223微芯片的固有误差曲线具备非凡的生龙活虎致性,适宜开展批量分娩。

随着顾客用电负荷的充实,三相电能表的使用限定得到了扩展;同偶然候对供电品质需要的增长,供电单位需要理解顾客的各类用电参数,如功率、电压、电流、频率等,那使得三相电能度量专项使用IC拿到了神速发展,从国外的ADI企业到境内各微芯片商家,都前后相继推出了独家的专项使用三相电能计量IC。专项使用电能计量IC提供了高精度和高稳定的技艺目标,简单的外面电路设计也大大收缩了生产开销。

电流取样电阻

高精度电阻,4R3+4R3

最大电流过载倍数

约为6倍

电流回路增益

PGA=4;选择为G1、G2脚都接0

频率选择

CFSCL=4,SCF、S1、S2=0、1、0

启动时间

284s

潜动时间

47min

2.4 有功脉冲最大出口频率CF

其中:Un:额定相电压值, Ib:额定相电流值, K:电衡量提示仪表脉冲常数

  1. 晶片计量特性介绍

测验富含各相别分元测量检验、合元测量试验,频率从47.5Hz-62.5Hz变化测验,从十分八-1十三分风姿浪漫Un的电压变化测量试验;测量试验结果证明,计量线性度特出,运转实验、潜动实验均知足规范必要,测量检验精度均能够优化0.5级电能表必要的精度指标。