作者/刘子扬 ，沈阳斯沃电子有限公司



单相电力仪表的设计及应用

作者/刘子扬 ，沈阳斯沃电子有限公司

文章摘要：本文论述了一种含有参数采集、处理以及控制等多功能于一体的新型电力仪表。整体上采用MCU +专用电能测量芯片为架构，可以实现对电力系统参数的精确测量，主要功能包括测量电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、负载性质等。硬件上采用隔离及抗干扰措施，系统能够在高干扰的电力系统环境下准确、稳定的运行。并配置有网络通讯、数字量输入、模拟量输出、继电器输出等功能，使得其真正具备了遥测、遥控与遥调的能力。

关键词：参数采集 单片机 CS5463 电力仪表

1.单片机及测量芯片的选型

PIC系列单片机是美国微芯科技公司的产品。其CPU采用RISC结构，具有Harvard双总线，运行速度快，低功耗，输出能力强，保密性好等特点。PIC18F46K22是其8位单片机中的高端产品，具有32K ROM，4K RAM，16MIPS速度，功能丰富且性价比高，所以选择其作为控制单片机。

CS5463 是一个包含两个ΔΣ模-数转换器、功率计算器、电能到频率转换器和一个串行接口的完整的电能测量芯片。它可以精确测量瞬时电压、电流和计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率、无功功率、电能，常用于研制开发单相电表。因此选择其作为电能测量芯片。

2.接口电路设计

■2.1信号检测电路的设计

（1）电压检测电路设计

电压检测采用电阻分压的形式，通过4只620KΩ的大电阻和2个390Ω电阻串联对交流电进行分压，在2个390Ω电阻的连接点接地，得到对称于地电位的一对正负电压VIN+和VIN-，幅值约0.1V，即如果VIN+ = +50mV，则VIN- = -50mV。……