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[电力] 基于PSOC的宽量程电能计量模块

  • 简介:可编程片上系统(PSOC)将微处理器(MCU)及其常用外围芯片集成在一块芯片上,主要包括:A/D转换、D/A转换、运算放大器、滤波器、反相器、计数器、定时器、脉宽调制(PWM)、通用异步通信口(UART)、串行通信(SPI)、液晶显示器(LCD)驱动、温度测量模...
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可编程片上系统(PSOC)将微处理器(MCU)及其常用外围芯片集成在一块芯片上,主要包括:A/D转换、D/A转换、运算放大器、滤波器、反相器、计数器、定时器、脉宽调制(PWM)、通用异步通信口(UART)、串行通信(SPI)、液晶显示器(LCD)驱动、温度测量模块等。PSOC内部的上述模块可以自由组合,它们的参数也可灵活设定。PSOC为日益复杂的测量、控制和信号处理装置提供了一个理想的平台,有人称之为嵌入式系统的发展方向。
目前我国国产的电力测量装置(包括电能表)基本上都不是真正宽量程的,而是按电流和电压量程分成众多的规格。规格的繁多,不仅增加了生产成本,还会因规格选择不当而引发事故,所以研发宽量程电力参数测量装置是一个重要方向。真正的宽量程装置应当能覆盖所有常用等级,从而使同一类装置的量程规格非常少。
1 EPSOC结构与原理
宽量程电能计量模块(EPSOC)的硬件结构图如图1所示。
......
图1中除了电压变换环节、电流变换环节和开关电源,其他硬件均包含在一片EPSOC芯片之中。
每个信号整周期同步地采集N个点,电压和电流的采集是同时进行的。MCU根据电压和电流的N组采样值,就可以计算出电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率等电力参数。
设计算出的当前有功功率为P,有功功率脉冲常数是Kp(脉冲数/(kW
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