基于CSE7780的智能电能表设计

　　2.1CSE7780 ADC参数设计

　　以设计一款额定电压220V(Un)、10(60)A电流规格、表常数为1600imp/KWh的电表为例，由于电流输入通道允许输入最大信号为±700mV的峰峰值(有效值为495mVrms)，10(60)A的表考虑到通道A发热的情况，可选择200～250微欧的锰铜，若以250微欧的锰铜来采样，在Imax=60A时，通道A的采样信号为60A*250μΩ=15mV，由于电流通道A的允许最大输入信号为495mV，因此电流通道的增益选择可配置成16，通道B采用2500:1的互感器；负载电阻10Ω，电流通道B增益设置为1。电压通道允许最大输入信号为±700mV的峰峰值，考虑到电压会有130%Un过压，可将电压采样信号通过网络电阻将220V交流电压信号降至220mV左右，电压通道增益选择为1。

　　通过上述的论述，我们需将电流通道A的增益设置为16，电流通道B的增益设置为1，电压通道的增益设置为1，因此SYSCON寄存器应设置为00C0H。

　　2.2．HFConst寄存器的设置

　　电表常数EC为1600imp/KWh；Vu=0.22V；Vi=10A*0.00025Ω*1*0mV；EC=1600；Un=220V；

　　Ib=10A。根据公式HFConst= INT[39.3143*Vu*Vi*1011/(EC*Un*Ib)]，可得HFConst=2*H，因此写入HFConst寄存器的值应为2*H。

　　2.3．其他计量控制寄存器配置

　　启动电流的配置：在Un、Ib的情况下，有功功率寄存器PowerA的数值为1A375D7H，按照要求在0.4%Ib的情况下能够正常启动，则Pstar寄存器可配置为0.2%Ib有功功率对应的数值pstar=00D6H(Pstart对应的是PowerA的高16位，计算出的PowerA是24'h00D6C3)。

　　能量累加模式的配置：由于需要计量正反有功能量，因此我们须将能量累加模式配置成正反向功率都参与累加，累加方式是代数和方式，负功率有REVQ符号指示，使能PF脉冲输出及有功电能寄存器累加，即可将EMUCON配置为0001H。

　　2.4．校表寄存器的配置

　　a.有功功率校准

　　功率增益校正：在输入信号为Un、Ib的情况下，从校表台获得通道A的误差为err：

　　如果Pgain>=0，则GPQA=INT[Pgain*215]，反之若Pgain0,则GPQA=INT[216 +Pgain*215]。

　　通道B的功率校准可通过配置GPQB来实现，方法与校正通道A的相同。

　　相位校正：在PF=0.5L，输入信号为100%Un、100%Ib的情况下，从校表台上获得的误差为err，则相位误差补偿为

　　对50Hz的电网而言，PHSA有0.020/LSB的关系，则：如果θ>=0，PHSA =INT(θ/0.020)；如果θ0，PHSA =INT(28+θ/0.02)-96。

　　通道B的相位校正可通过配置PHSB来实现，方法与校正通道A的相同。

　　有功功率失调校正：在小信号1.0的情况下，如果小信号偏差较大，可通过调整有功功率失调校正寄存器来修正小信号的偏差。

　　在PF=1.0，Vu=Un，Vi=0的情况下，等待DPUDIF的更新，通过MCU获取PowerA的值，读取若干次去平均值，取平均值的补码的后4位写入APOSA校正寄存器。

　　通道B的有功功率失调校正可通过配置APOSB来实现，方法与校正通道A的相同。

图3：功率校正流程图

　　b.有效值校准

　　有效值的校正流程如图4所示，先校正电流的失调，校正失调后，再进行A/B通道电流转换系数KIA/KIB及电压转换系数KU的计算，在PF=1.0、Vu=100%Un、Vi=Ib的情况下读取IARMS、IBRMS寄存器的数值，根据公式KIA=IARMS/Ib可得到电流通道A的转换系数，按同样的方法可得电流通道B的转换系数KIB及电压通道的转换系数KU。

　图4：有效值校正