基于cs8865计量电路的国网单相智能电能表设计精品.pdfVIP

l Z龟2。12第二十四届中国电工仪器仪表产业发展论坛暨展会 新产品、新技术 基于CS8865计量电路的国网单相智能电能表设计 陈富涛 无锡华润矽科微电子有限公司 摘要：本文针对国网单相智能计量电路CS8865进行了详细分析，并从软、硬件方案上详细介绍了采用 CS8865设计单相智能电表过程中的相关参数设计以及校验流程。 关键词：CS8865；单相智能电表；模数转换器；软件校表；EMC 0引言 2．5V参考源。芯片外接3．58MHz晶振。 新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设 1．2 CS8865．Y-作原理如下 计简单、性价比高，本文针对符合国家电网公司要求 电流信号和电压信号先分别经高精度的模数转 的单相智能电表计量芯片CS8865，从硬件设计和软换(ADC)将模拟信号转换为数字信号，然后通过数 件设计上进行分析。 字抽取滤波器、高通滤波器(HPF)滤去高频噪声与 1计量芯片简介 直流增益，得到需要的电流采样数据和电压采样数 1．1 CS8865计量芯片特性介绍 据。 CS8865是一款高精度电能计量电路，主要应用 电流采样数据和电压采样数据分别通过平方电 于单相两线或三线智能电表。它能够测量线路电压 路、低通滤波器l、开方电路，得到电流有效值和电压 和零线、火线电流，并计算有功、无功功率、能量以及 有效值。将电流采样数据和电压采样数据相乘，便得 相应电流和电压的有效值，在动态范围(2000：1)内，到瞬时有功功率，接着经过低通滤波器2，输出平均 非线性误差小于o．1％，提供两路电流有效值、一路电 有功功率。将电压采样数据经过数字滤波器移相90 压有效值，在动态500：1的范围内，有效值误差小于度(Hilbert变换)，然后再与电流采样数据相乘，便得 0．5％。此外还能够提供线电压频率测量和过零中断 到瞬时无功功率，接着经过低通滤波器2，输出平均 等功能，以及提供全数字增益、相位、失调校准，有功 无功功率。 能量脉冲从CFI管脚输出，无功能量脉冲从CF2管脚 有功功率和无功功率通过一定时间的积分，可 输出。CS8865通过一个SPI串行接口可以与外部的获得有功能量和无功能量，而有功功率和无功率经 MCU进行通信和数据传输；具有防潜动功能，可编 过数字到频率转换和潜动判断后转换为脉冲信号 程防潜动阈值设置；内部具有电源监控电路，可以保 障芯片的正常工作。CS8865使用5V单电源工作，内 单的、单线、光学隔离端口连接到外部校验设备上从 置稳定精确的2．5V电压参考源，也可以使用外置的 而完成电能表的校准。 CS8865的串行接口由SCLK， DIN，DOUT和CS四个信号组成。用 于数据传送的串行时钟加到SCLK 逻辑输入端。所有数据传送操作均 与串行时钟同步。主机在SCLK的上 升沿把数据经DIN移人至CS8865， CS8865在SCLK的上升沿把数据经 DOUT输出至主机，主机和CS8865