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一种新型电网数显功率表的电路设计

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    CS5460A特性：
    (1)电能数据线性度：在1 000：1动态范围内线性度为±0．1％；
    (2)片内功能：可以测量电能(有功)，I×V，IRMS和VRMS，具有电能一脉冲转换功能；
    (3)可以从串行EEPROM智能"自引导"，不需要微控制器；
    (4)AC或DC系统校准；
    (5)具有机械计度器／步进电机驱动器；
    (6)符合IEC687／1036，JIS工业标准；
    (7)功耗<12 mW；
    (8)优化的分流器接口；
    (9)V对I向相位补偿；
    (10)单电源地参考信号；
    (11)片内2．5 V参考电压(最大温漂60 ppm／°C)；
    (12)简单的三线数字串行接口；
    (13)看门狗定时器；
    (14)内带电源监视器；
    (15)电源配置为VA+=+5 V；VA－=0 V；
    VD+=+3．3～+5 V。

如图4所示为CS5460A在单电源单相2线系统的功率测量方案，该图用于监控电源线电流的电阻分流器联接在电源的火线端。

3．2 功率检测电路工作原理

首先通过电流互感器获取高压电路的互感电流。采用电流互感器这种形式的主要优点在于，实现了高压与低压的隔离。由于CS5460A的功率检测实际上是将电流信号转变为电压信号后的电压检测，所以在电路中由R48、R49将互感电流转变为电压信号，再通过R50、R51限流和C21、C22滤波后输入到CS5460A的功率检测管脚15、16。另外，在两路输人中分别用二极管进行电压嵌位，以避免电压过高时损坏CS5460A。CS5460A的3、14脚分别为，模拟、数字+5 V电源。同时为了滤除电压波动增加电源的稳定性，在两路电源输入时分别加一小滤波电容。由于此为功率检测，所以电压检测的两输入脚9、10为了避免干扰也应接模拟地。13脚VA－接模拟地，4脚DGND接数字地，模拟地和数字地之间用电感连接。1、24(XOUT，XIN)两脚接频率为4．096 MHz的晶振。CS5460A自动完成输入信号的检测，并通过6脚SDO输出数据；同时，分别由5脚SCLK、7脚CS、19脚R＼E＼S＼、20脚I＼N＼T＼、23脚SDI输出单片机的时钟脉冲、片选信号、复位信号、中断信号和单片机对CS5460A的控制信号。由于CS5460A完成了对模拟信号的检测并以数字信号输出检测值，即一个芯片同时有模拟、数字两种信号，它需要模拟数字两路电源；同时，其需要接地的管脚一定要正确接相应的地，不然将会引入很大的干扰。

4 控制电路

仪表中，由单片机P89LPC916控制CS5460A检测功率和显示数值。电路加电以后通过拨码开关对电路进行初始化。通过拨码开关输入单片机要初始化的电量的代码，单片机根据设定好的编码规则向CS5460A发出相应的指令，CS5460A根据单片机发出的指令将相应需要初始化的电量的标准校准值传给单片机，单片机再将此数据传给。X5045并存储在其中，供CS5460A复位时再次获得校准值，同时供单片机随时校准检测值，从而提高精度。X5045中的看门狗电路用于单片机复位，即通过编程可选择3种定时时间，当单片机因外界干扰而引起程序陷入死循环或跑飞状态时，在设定的定时时间内，如果没有对：X5045进行访问，则X5045的复位信号引脚RESET。变为高电平，延时约200 ms后RESET再变为低电平。X5045的RESET脚接着向IST，X5045发出复位信号引起单片机复位，从而避免单片机死机，增加了电表的稳定性。

5 显示电路

仪表系统采用7段LED显示，如图5所示。