專用芯片ATT7022C的電參數測量模塊設計
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3 硬件設計
3．1 模塊外圍電路設計
ATT7022C外圍電路如圖3所示。在設計時，為使電源的紋波和噪聲減小到最低，要在芯片的各個電源引腳使用10μF和0．1μF電容進行去耦。在圖3中，V1P／V1N、V3P／V3N、V5P／V5N分別是A、B、C三相的電流采集通道；V2P／V2N、V4P／V4N、V6P／V6N分別是A、B、C三相的電壓采集通道。電路連接時，把ATT7022C的SP1口、SIG、CS、RESET分別與LPC2138的SPI口、P0．28、P0．29、P0．30相連進行通信。SIG為握手信號，控制器通過該引腳監測芯片的運行狀況。SEL為三相電接線方式選擇引腳。電能芯片內部有300 kΩ上拉電阻，當該引腳懸空時為三相四線接線方式，當該引腳接地時為三相三線的接線方式。在硬件電路連接時必須要注意的是，電能計量芯片與LPC2138的電源要共地，否則控制器讀寫芯片將會出錯。本文引用地址：http://www.104case.com/article/194692.htm
3．2 信號采集模塊
電壓、電流采集采用雙端差分信號輸入的方式采集數據。正常工作時最大輸入電壓為±1．5 V．2個引腳內部都有ESD保護電路，最大承受電壓為±6V。
電壓信號的采集可選擇分壓方式或互感器方式。本系統為了能得到較穩定的信號，決定采用互感器來采集信號。這樣不僅起到了電氣隔離的作用。還可防止電流過大燒毀芯片。由于電能計量芯片的電壓通道在互感器的次級電壓為0．5 V時有較好的精確度和線性度，所以在設計時，選擇LCTV3JCF-220V／0．5V規格的電壓互感器作為電壓信號的采集端。電壓采集電路如圖4(a)所示。電路中的1．2 kΩ電阻和0．01μF電容構成了抗混疊濾波器。REFO信號連接電能計量芯片輸出的2．4 V參考電壓，這個電壓起到直流偏置的作用。
電流信號的采集是通過把電流互感器輸出的電流信號并接一個適當的電阻，采集電阻兩端電壓的方式來間接測量電流值。電流通道在采集電壓為0．1 V時芯片有較好的精確度和線性度，因此在設計時選用HTTA-5 A／5 mA規格的電流互感器。在輸入額定電流的情況下，輸出的電流信號并接20 Ω的電阻可以得到0．1 V的電壓信號。值得注意的是，電流互感器的選擇應根據實際應用時初級電路中電流大小的范圍而選擇，電阻也要相應地變化，保證輸入的信號在0．1 V左右。電流采集電路如圖4(b)所示。
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