基于LPC916、CS5463的多功能电能表电路

　　L1和C1可消除信号中的尖峰波并抑制干扰。经L1、C1滤波后的信号接入到整流桥，再将从整流桥中输出的高压直流信号经过C2进行滤波后，即可得到电压Vi。在图2中，T1为高频变压器，它能够快速存储和释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。高频变压器T1的1脚和3脚为输入初始绕组，4、5两脚为反馈绕组，次级绕组分别为6，9脚和7，10脚(其中1，4，6，7为各绕组的同名端)。并且6，9绕组是主绕组，用它经进一步变换产生的+5 V直流稳压电源可作为主电压源，即数字电压源(Vo1)；7，10绕组为辅绕组，用它经电容C8～C11滤波和78L05稳压产生的+5 V直流稳压电源为辅电压源，即模拟电压源(Vo2)。鉴于在TOP221Y内的功率MOSFET关断瞬间，高频变压器的漏感会产生尖峰电压，另外，在1，3初始绕组上还会产生感应电压(即反向电动势)，而且二者又会叠加在Vi上，使电压严重增大，因而要求功率MOSFET能够承受高压。同时，还必须在漏极增加钳位电路，以吸收尖峰电压，保护TOP221Y内的功率MOSFET不受损害。本设计利用R1，C3，ZD1，D1组成钳位电路。当MOSFET导通时，T1的初始绕组的电压极性为(3端)为正，1端为负，此时D1截止，钳位电路不起作用；而在MOSFET截止的瞬间，初始绕组变为1端为正，3端为负，此时D2导通，尖峰电压就被R1和C3吸收掉。

　　4 计量电路的设计

　　电量检测电路是该电表设计的核心。选用PHILIPS公司的P89LPC916是一款低成本的16脚单片封装的微控制器。该芯片适合于许多要求高集成度低成本的场合，可以满足多方面的性能要求。P89LPC916采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2～4个时钟周期，其速度6倍于标准80C51器件。由于P89LPC916集成了许多系统级功能，故可大大减少元件的数目和电路板面积，提高电路可靠性，并降低系统的成本。

　　本仪表由P89LPC916控制CS5463的检测过程和数值显示。电路上电以后，通过拨码开关可对电路进行初始化。通过拨码开关输入单片机要初始化的电量代码后，再由单片机根据设定好的编码规则向CS5463发出相应的指令，CS5463根据单片机发来的指令将相应的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，以供CS5463复位时再次获得校准值，并供单片机用于随时校准检测值，从而提高精度。也就是说，在LPC916的控制下，由CS5463检测电信号并输出测量值给单片机，其中X5045可存放标准校正值。该计量电路中的控制模块如图3所示。

　　该电压采样电路由电阻网络、过压保护及去抖动电容组成。为保证采样精度，电阻应全部采用高稳定度的精密电阻。