电能计量分析文档

1、总体分析市面上大部分三相电能表都是带显示的部分，包括ZigBee无线通信的趋势，因为咱们不带 显示，一般带LCD,安卓，等等复杂通信显示。意味着，外设功能不需要太复杂，因此选择， 集成度较高的SOC芯片，就可以实现我们想要的功能。单芯片专用计量芯片+MCUAD 采样+DSP+MCUTI方案1这个方案是个单芯片方案，集成度较高。选用芯片为TI的MSP430F677具有32位复用器的高性能25MHZCPU相位电流在超过2000:1的动态范围内精度0.1%4个串口 6个SPI 2个IIC 4个16位定时器两种封装90IO(LQFP)128引脚,62IO(LQFP)100引脚和10位AD芯片信号的采集

2、和处理采用7路独立的24位三角积分转换器CTQHTCHALP啊3STATUS LEDsPx.xPULSE LEDsXOUTLJSCIAD- DART or SPISCIA1一 HART or SPISCIA2UART or SPIDART or SPIUSCIA3USCiBOUSCIB1l2C Or SPIl2C Or SPIVCC MSP430F677x(A)RSTvssCOMxjCTQHTCHALP啊3STATUS LEDsPx.xPULSE LEDsXOUTLJSCIAD- DART or SPISCIA1一 HART or SPISCIA2UART or SPIDART or SPIU

3、SCIA3USCiBOUSCIB1l2C Or SPIl2C Or SPIVCC MSP430F677x(A)RSTvssCOMxj 32768 HzModlulaEor.VIA ModuimrA、.ModlulaEorVrefgMkxlulatorModulatoFStar Connection Using MSP430F677xA|V U ModlulaEorN、-V电路官方已经给出 外部米用CT和PTTI方案2MSP430F678xIEPU+CT这个方案总体和F677差不多只是更多的采用了模块，隔离性较好，但是模块价格较贵。模数转换用SD24_B模块PhaseCLDO-INAMC1304

4、AMC1304二 C3N 二Level Shifted Voltage Divider Voltage 1(Analog)Cutrend (Bitstream) DVCC DGND(A0QHTOTAL kWhLDO-IIN.LDO-INAONDPhase ASourceEACIockLevel ShiftedVoltage Dividervolts ge2( Analog)Vc3ltaqe3(Anak)g)MSP430F67641Curren(2(Bitsi ream)二:GMD：C urren(3(BAStream DVCC-J-ZA Digital Filter口址* IA Digital

5、 Filter iH TA Digital FilterAnalog to Digital ConversionPhaseCLDO-INAMC1304AMC1304二 C3N 二Level Shifted Voltage Divider Voltage 1(Analog)Cutrend (Bitstream) DVCC DGND(A0QHTOTAL kWhLDO-IIN.LDO-INAONDPhase ASourceEACIockLevel ShiftedVoltage Dividervolts ge2( Analog)Vc3ltaqe3(Anak)g)MSP430F67641Curren(2

6、(Bitsi ream)二:GMD：C urren(3(BAStream DVCC-J-ZA Digital Filter口址* IA Digital Filter iH TA Digital FilterAnalog to Digital ConversionTrigger GeneratorADC10 ChannelsSx.COMxPx-YPxJUART TXUART RXPhase CLevel Shifted Voltage DividerDGND27CCISO7321RS-232VCCRS232GN Df RGNDIRRTSRS-232 Connection总体价格较贵，但是隔离性效

7、果好。ADI方案1多芯片方案，芯片选择 ADE7878+MCUR5R0C02XFA高精度；支持 EN 50470-1、EN 50470-3、IEC 62053-21、IEC 62053-22 和 IEC 62053-23 标准25 C时，在1000:1的动态范围内有功和无功功率误差小于0.1%25 C时，在3000:1的动态范围内有功和无功功率误差小于0.2%支持电流互感器和di/dt电流传感器测量各相及整个系统的总（基波和谐波）有功/无功/视在功率和基波有功/无功功率与三相、三线或四线（三角形或星形）及其它三相配置兼容ADE7878是一款高精度、三相电能测量IC，采用串行接口，并提供三路灵活

8、的脉冲输出。 该器件内置二阶E -型ADC、数字积分器、基准电压源电路以及所有必需的信号处理电路， 可执行总（基波和谐波）有功、无功和视在功率测量，基波有功和无功功率测量，以及有效 值计算。一个固定功能数字信号处理器（DSP）负责执行这种信号处理。ADE7878适合测量各种三线、四线的三相配置有功、无功和视在功率，例如Y形或三角形 等。各相均具有系统校准功能，即有效值失调校正、相位校准和增益校准。CF1、CF2和 CF3逻辑输出可提供许多功率信息：总/基波有功/无功功率、总视在功率或电流有效值和。这个方案 相对高端 带了个MCU可以加很多外设，MCU可以选用STM32本设计方案的系统框图如下:

9、相对来说中断ADI方案2高端产品芯片选择：AD7606+ADSP-BF607+TCC8925+CORTEX A5 1G本设计采用DSP + ARM的双处理器架构，DSP负责数据采集及算法处理，ARM负责通信 协议及人机接口处理。模拟信号采集由2片ADI公司的16位分辨率8通道同步采样的 AD7606完成，实现最高采样率达100KSPS，保证了通道间的精度和信息完整性。DSP处理 器采用ADI最新推出的面向智能电网输配电领域应用的双核Blackfin处理器ADSP-BF607, 其单核最高工作频率可达500MHz，可以达到最高的数据采集和计算效率，及时检测电网频 率并动态调整采样频率，实现工频和

10、采样频率的同步。在线测量：电网频率；总的有功、无功功率、功率因数三相基波电压、电流有效值、基波 功率、功率因数、相位等电压偏差、频率偏差三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、负 序电压、电流谐波（250次），包括电压、电流的总谐波畸变率、各次谐波含有率、幅值、 相位；各次谐波的有功、无功功率等SDRAMSPI FlashANALOG DEVICESBlackfln DSPBF6O7ProtecflonIC DM2016NATO Rash MLC2GBDDR3 SDRAM 1G8 256Mx8x4PCSRS4853G Module EVDO/WCDMAGPS Module SIRF4 ZYMSDRAMSPI FlashANALOG DEVICESBlackfln DSPBF6O7