CS5463型电能测量电路的原理及应用

1引言CS5463模/()计算的高度集成CS546323线用电表。与上代的CS5460足片内还带有温度传感器，有助于设计者调整温度漂移误差，提高测量精度。CS5463CS5463的特性如下：1000：l精确测量瞬时电压、电流、功率以及电压、电流有效值；(4)电能/脉冲转换功能；(5)低功耗(小于12mW)；(6)单电源地参考信号；(7)内置电源监视器；(8)从串行EEPROM“自引导”，可以不用微控制器；(9)简单的3线数字串行接口；(10)优化的分流电阻器的输入接口；(11)带有温度传感器；(12)具有机械计数器/步进电机的驱动器内部结构和引脚功能内部结构CS5463122个△-∑调制器、2调制器对模拟量采样处理，高速数字电压、电流，并将计算的功率值通过串行接口对外输出，既可以接EEPROM，也可以接微控控制器而直接外送用电量，降低电表类产品的成本。引脚功能VA+/VA-V/0V或+2.5V/-2.5V供电；VD+/DGND：数字电源和数字地，+5V/0V供电；PFMON：掉电监视器，监视模拟电源状况。VIN+/VIN-：电压通道的差模模拟输入，范围是±250mV；IIN+/IIN-：电流通道的差模模拟输入，范围是±50mV(PGA设置为50×时)；VREFIN/VREFOUT：参考电压输入/输出，为片上调制器提供参考电压及其输出，通常为2.5V。MODB模式选择，用于配置CS5463自引导模式；RESET/INT：复位及中断；CSSCLK：串行时钟输入，该时钟信号确定SDI、SDO输出速率，只在CS平时有效；SDI/SDO：串行数据输入/输出；E1/E2/E3(EOUT)：能量输出，输出低电平有效、频率和能量成比例关系的脉冲，3个引脚分别对应有功功率、视在功率和无功功率。CS5463的工作原理输入滤波电压和电流通道的输入模拟信号送入可编程PGA调制器Sinc2四阶△-∑Sinc422FIR它可以在有效值、电能计算之前除去电压和电流信号中的直流成分。增益及DC偏移量调整滤波后的瞬态电压和电流的数字量将进行偏移量和增益调整，这是基于DC偏移量寄存器(加法运算)和增益寄存器(乘法运算)的调整。调整后的24位瞬态数据采样值将存入瞬态电压和电流寄存器，用户可以通过串口从中读出采样数据。能量计算A/D采样周期后，新的瞬态功率采样值就存入N个A/D转换周期中的有功功率值成正比。同样原理，电压和电流有效值也利用最近的NRMS电压和电流寄存器中读出。串行接口CS54632条控制线SCLK2条数据线SDO的外SCLK824位。读操作需将被寻址的内部寄存器的数据传送到发送缓冲区；写操作24个SCLK周期。1个字节。写寄存器命令后必须紧跟123323分别示出串口缓冲区的读、写时序。数据的读和写通过向串口SDI824个SCLK周期记录SDI()。寄存器写指令后必须跟2481624个SCLK周期启动SDO引脚上的寄存器进行内容转移(从高位开始)，寄存器读指令可以终止在8位的边界上。读寄存器时，微控制器可以同时发送新指令，并立即执行新指令，同时终止读操作。CS5463的典型应用4所示是以CS5463220V2线式系统的典型功率CS5463相应位来决定执行哪种校准。对于电压和电流通道，都有AC校准和DC校准。该电路中用于监测电流的分流电阻器串联在电源的火线端模输入电压应以火线电压为参考．这意味着CS5463的输入共模电压相对于地电位会在很高的正电压和负电压之间振荡。因此，在设计CS5463如)CS5463的数字串行接口引脚必须与外部数字接口隔离，使测量及其电路必须密封绝缘以防触电。、1引言CS5463是带有串行接口和△-∑模/可以通过使用低成本的分压电阻器或电压互感器测量电压，使用分流器或电流互23线用电表。与上代的CS5460提高测量精度。2CS5463的主要特点CS5463的特性如下：(1)电能数据在1000：l动态范围内的线性度为±0.1%;(2)(3)计算视在、有功和无功功率，基波有功、谐波功率和功率因数;(4)电能/脉冲转换功能;(5)低功耗(小于12mW);(6)单电源地参考信号;(7)内置电源监视器;(8)从串行EEPROM“自引导”，可以不用微控制器;(9)简单的3线数字串行接口;(10)优化的分流电(12)具有机械计数器/步进电机的驱动器3内部结构和引脚功能内部结构CS546312EEPROM，也可以接微控制器。该电路还有能量脉冲信号输出模块，可以直接外接计数器或步进电机引脚功能VA+/VA-：正负模拟电源，+5V/0V或+2.5V/-2.5V供电;VD+/DGND：数字电源和数字地，+5V/0V供电;PFMON：掉电监视器，监视模拟电源状况。VIN+/VIN-：电压通道的差模模拟输入，范围是±250mV;IIN+/IIN-：电流通道的差模模拟输入，范围是±50mV(PGA50×2.5VMODBCS5463RESET/INTSDISDOCS个引脚分别对应有功功率、视在功率和无功功率。CS5463输入滤波电压和电流通道的输入模拟信号送入可编程PGA进行增益放大，放大后由△-∑调制器以一Sinc2△-∑调制器，并用一个Sinc422FIR(HPF)，它可以在有效值、电能计算之前除去电压和电流信号中的直流成分。增益及DC滤波后的瞬态电压和电流的数字量将进行偏移量和增益调整DC偏移量寄存器(加24电流寄存器，用户可以通过串口从中读出采样数据。能量计算A/DNA/D利用最近的NRMS串行接口CS54632条控制线CS、SCLK2条数据线SDISDOSCLK82424SCLK1123323数据的读和写通过向串口SDI824SCLK周期记录SDI必须跟24位的数据，一旦收到数据，状态机便将数据写入配置寄存器，然后等待下一个命81624SCLK周期启动SDO8CS54634所示是以CS5463220V2CS5463提供了数字校准，用户通