基于CSE7780的智能電能表設(shè)計(jì)

基于CSE7780設(shè)計(jì)的智能電能表旨在使設(shè)計(jì)方案更加合理，使之成為性?xún)r(jià)比更具優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。本文對(duì)計(jì)量芯片CSE7780的性能特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)電路進(jìn)行了分析，并從軟、硬件兩個(gè)方面給出符合國(guó)網(wǎng)智能電能表要求的設(shè)計(jì)方法。

　　1.符合國(guó)網(wǎng)新標(biāo)準(zhǔn)電能計(jì)量方案

　　CSE7780是一款高精度單相電能計(jì)量芯片，在動(dòng)態(tài)范圍(1500:1)內(nèi)，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(nèi)，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(shù)字增益、相位、失調(diào)校準(zhǔn)，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(diào)功能；內(nèi)部具有電源監(jiān)控電路，可以保障芯片的正常工作。CSE7780使用5V單工作電源，內(nèi)置2.5V電壓參考源，也可以使用外置的2.5V參考源。

　　CSE7780的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)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(hào)先經(jīng)過(guò)增益放大器，將采樣信號(hào)放大，然后再通過(guò)高精度的Sigma-Delta、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，得到的數(shù)字信號(hào)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(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jì)算出有功能量。通過(guò)能量頻率轉(zhuǎn)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(shù)字信號(hào)處理得到的數(shù)字化數(shù)值。

圖1：CSE7780結(jié)構(gòu)框圖

　　2.軟件設(shè)計(jì)

　　CSE7780寄存器的配置流程如圖2所示，先設(shè)置好計(jì)量控制寄存器，能后再配置校表寄存器。

　　

　圖2：參數(shù)配置流程圖