基于CS5484的电力参数测量装置设计

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1、基于CS5484的电力参数测量装置设计刘晓波。邓计才(郑州大学信息工程学院，郑州450001)摘要：分析了电能测量芯片CS5484的电路结构和工作原理，并设计开发了一种基于CS5484的电力参数测量装置，重点分析了电压通道和电流通道的电路组成。系统采用集成以太网控制器的微处理器STM32F107为控制芯片，可以满足复杂的控制输出和联网测量的需求。采用标准交流信号源对装置进行了测试，结果表明该装置对电压测量误差均在0．2％以下，无功功率的测量误差均在0．4％以下，可以较好满足电力参数的测量要求。关键词：电能测

2、量芯片；电力参数；CS5484；STM32F107中图分类号：TM932文献标识码：AMeasurementDeviceofPowerParameterBasedonC$5484LiuXiaobo，DengJicai(InformationEngineeringSchool，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China)Abstract：ThecircuitstructureandworkingprincipleofCS5484areanalyzed，andtheene

3、rgypowerparametermeasurementdevicebasedonCS5484isdesignedanddeveloped．Especiallythecircuit-ofthevoltageandcurrentchannelsareemphaticallyanalyzed．ThisdeviceusesmicroprocessorSTM32F107whichintegratedethernetcontrollerasthecontrolchip，anditcanmeettheneedsofco

4、mplexcontroloutputsandnetworkingmeasurements．UsingthestandardACsignalsourcetotestthisdevice，theresultsindicatethatthevoltagemeasurementerrorisbelow0．2％，reactivepowermeasurementerrorisbelow0．4％；thereforethisdevicecansatisfytherequirementsforthepowerparamete

5、rmeasurement．Keywords：energymeasurementchip；powerparameters；CS5484；STM32F107引言随着我国电力行业的发展与完善，电力系统的复杂程度正在加大。在电力系统中，特别是中低压配电系统中，大量非线性冲击性负荷的使用给电力系统的电能质量带来了严重的危害n。1，因此实时监测电压、电流、无功功率等参数对保证电力系统电能质量具有重要作用。为此，本文设计了一种采用专用电能测量芯片的电力参数测量系统，系统中电力参数的测量由CS5484芯片直接完成，具有速度

6、快、精度高的特点，同时系统配以32位微处理器STM32F107作为控制芯片，其丰富的外设，尤其是以太网控制器为联网的测量提供了基础。实验结果表明，本文设计的基于CS5484电力参数测量装置，速度快、精度高，能够完成实时的电力参数测量与传输。1电能测量芯片CS5484分析1．1CS5484内部结构分析CS5484的内部结构如图1所示，其内部组成包括三部分：一是四路能量测量模拟前端电路部分；二是电力参数运算单元；三是芯片逻辑接口单元。四路模拟前端电路的输入信号为0～250mV的电压信号，通过片内集成的运算处理系

7、统可输出检测的电压、电流、无功功率、功率因数等电力参数，电压有效值的测量精度高于0．1％，无功功率的测量精度高于0．4％。CS5484内部的输入通道又分为两类：一是两路固定增益输入通道；二是两路具有可编程放大功能的输入通道。其中，固定增益输入通道的前端放大电路放大倍数为10倍，而可编程放大输入通道的放大倍数可通过编程进行控制，其放大倍数可设为10倍或50倍。4个独立的调制器实现对电压和电流信号的快速采样，信号通过数字滤波器和可配置的高通滤波器后，由EXL内核的运算器计算各类电力参数∞1。通过合理设计CS54

8、84四路通道的外接转换电路，可将CS5484的两路通道输入电压信号，另两路通道输入电流信号，通过芯片内置EXL内核的运算处理后就可以直接从串行接口(UART或SPI)读取两个通道的视在功率、40Microcontrollers＆EmbeddedSystems2014年第7期WWW．mesnef．corn．cnⅡNl+IINl一ⅡN2十ⅡN2一V1Nl+Ⅷ1一VDi2+VD呓一MDDE”D曰纠GNDAⅪNXOUTC