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ADE7755设计文档 构成原理及分析 构成原理如图1： 图1 由图1可知，简单的ADE7755外围应用电路是由电流采样电路、电压采样电路、轻载调节电路、频率选择电路、高频输出和低频输出等组成。现对各个电路进行单独分析。 电流采样电路： 图2 使用分流器的电流采样电路如图2所示，其中F1为分流器，R1、R2为采样电阻，C1、C2为采样电容，他们为电流采样通道提供采样电压信号，采样电压信号的大小由分流器的阻值和流过其上的电流决定。电流采样通道采用完全差动输入，V1P为正输入端，V1N为负输入端。电流采样通道最大差动峰值电压应小于470mV，电流采样通道有一个PGA，其增益可由ADE7755的G1和GO来选择，见表1： 表1 当使用分流器采样时，G1、G0都接高电平，增益选择16，通过分流器的峰值电压为±30mV，当设计电表为5（20）A规格时，分流器阻值选择为500uΩ，当流过分流器的电流为最大电流20A时，其采样电压为500uΩ×20A=10mV，不超过峰值电压半满度值，这样考虑能允许对电流信号和高峰值因数进行累计。 当使用互感器采样时，其电路如图3所示： 图3 使用互感器采样时，G1、G0都接低电平，增益选择1，电流采样通道最大差动峰值电压为±470mV，其差动信号由互感器的二次侧电流流过电阻R30和R31产生，互感器二次侧额定电流为5mA，当过载4倍时，二次侧电流为20mA，其流过电阻R30和R31产生的差动信号为96mV，远小于峰值电压半满度值（235 mV）。 R1C1和R2C2组成两个低通滤波器，衰减掉那些无用的高频分量，从而防止有用频带内的失真。R1、R2、C1、C2阻值、容值的选取对电表的性能有很大的影响，本厂取值为R1= R2=300欧，C1=C2=27nF,别的厂家R1、R2的阻值选取的有100欧、470欧、1k欧等，C1、C2一般选取的为22 nF和33 nF。 电压采样电路： 电压采样电路如图4所示： 图4 电压输入通道（V2N，V2P）也为差分电路，V2N引脚连接到电阻分压电路的分压点上，V2P接地。电压输入通道的采样信号是通过衰减线电压得到的，其中R6至R15为校验衰减网络，通过短接跳线J1至J9可将采样信号调节到需要的采样值上，我门公司设计的电能表基本电流时电压采样值为174.2 mV，为了准许分流器的容差和片内基准源8%的误差，衰减校验网络应该允许至少30%的检验范围，根据图4的参数，其调节范围为169.8 mV –250 mV，完全满足了调节的需要。这个衰减网络的-3dB频率是由 R4和C3决定的，R19、R23、R24确保了这一点，即使全部跳线都接通，R19、R23、R24的电阻值仍远远大于R4，R4和C3的选取要和电流采样通道的R1C1匹配，这样才能保证两个通道的相位进行恰当的匹配，消除因相位失调带来的误差影响。 轻载调节电路 图5 轻载调节电路如图5所示，其原理是用电压采样处的电压值再经分压后加到电流采样的正或负端来增大或减小电流采样，达到调节的目的。当短节S2到I+或I-时，附加到分流器端的电压值为： Vq=R1×Vx/ (R20+R1) R1、Vx已知，可通过改变R20的值来改变需要补偿的电压值。根据计算当R5为200k时，Vq约为0.0003mV。在轻载时电流采样值Vi=2.5mV×0.05=0.125mV。轻载误差改变量为0.0003/0.125=0.0024即0.24%，在校验台上表现为轻载误差增大或减小0.24。 频率选择电路 ADE7755的输出频率由其SCF、S1、S0引脚决定，其中SCF的逻辑输入电平确定CF引脚的输出频率，S1、S0引脚的逻辑输入用来选择数字/频率转换系数，现在举例来说明SCF、S1、S0引脚的输入逻辑电平选择方法。 对于给定要求的电表，一般的已知条件为： 线电压U=220V，电流范围I=5（30）A，分流器阻值R=500uΩ，增益选G=16(G0G1=11,最大差动信号30mV)， VREF=2.5V. 选定需要的计度器： 选择计度器常数为F=200imp/kWh（双路输处，单路输出时相当于100：1的计度器）。 算出Ib时的功耗为 220V*5A=1.1kW 同时通道1即分流器两端的电压可计算得： V1=500uΩ*5A=2.5mV 2．计算出Ib条件下的低频脉冲输出F1（或F2）的频率： F1=100imp/kWh*1.1kW=0.0305556Hz 在最极限的情况下Umax=1.2U ,Imax=3