隨著大規(guī)模集成電路和通訊技術(shù)的發(fā)展，在電能計(jì)量領(lǐng)域，數(shù)字電表以其自身的優(yōu)勢(shì)，逐漸取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式電度表。高精度的電能計(jì)量芯片是數(shù)字電表的核心部分，cs5460a是cirrus logic推出的電能計(jì)量芯片，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種單、三相電能表以及電力系統(tǒng)測(cè)量控制領(lǐng)域。由于各電表廠家對(duì)芯片的控制軟件不同，特別是校準(zhǔn)處理方法的差異，造成電表誤差偏大，達(dá)不到高精度要求。本文詳細(xì)描述了北高智公司的三相數(shù)字電表的軟件校準(zhǔn)和修調(diào)方法，對(duì)廣大的數(shù)字電表軟件設(shè)計(jì)工程師有很大幫助。 三相數(shù)字電表硬件框圖 本款簡(jiǎn)單有功/無功組合三相數(shù)字電表采用三星mcu(s3p8469)為控制器，cs5460a為計(jì)量芯片，電能存儲(chǔ)在eeprom中，通過rs485接口讀出，同時(shí)在led上直觀的顯示出來。另外，該款電表去除了笨重的線形變壓器，采用了top232y開關(guān)電源，既縮小了電表的體積，又節(jié)省了硬件成本。 在對(duì)三相數(shù)字電表的cs5460a進(jìn)行校準(zhǔn)及修調(diào)之前，應(yīng)做如下工作： 1．檢查測(cè)量mcu是否工作正常，如晶體是否起振(mcu的pin12和pin11)；上電時(shí)是否給samsung 8469復(fù)位信號(hào)(mcu的pin16)(硬件復(fù)位或功能mcu復(fù)位，低復(fù)位且保持1ms以上)。 2．檢查cs5460a及外圍器件是否工作正常，如：cs5460a的va+(pin14)vd+(pin3)是否有+5v供電，并觀察其是否穩(wěn)定，晶體是否起振(cs5460a的pin1和pin24)，cs5460a的mode(pin8)是否接了dgnd(數(shù)字地)，參考基準(zhǔn)電壓是否為2.5v左右，(cs5460a本身提供基準(zhǔn)電壓：pin11與pin12 相連，再連一0.1μf電容到va-)；a、b、c三相加額定電壓與最大電流時(shí)，cs5460a的電壓通道與電流通道的電壓信號(hào)在100mv-150mv(有效值)之間(分壓電阻取值參見原理圖)。 圖：三相數(shù)字電表功能框圖3. 檢查mcu(samsung 8469)與cs5460a的spi接口是否工作正常，如：clk_cs5460(mcu的pin21)、sdi_cs5460(mcu的pin20)、spi_sdo(mcu的pin22)是否有信號(hào)；每一相的cs(a、b、c相的cs分別對(duì)應(yīng)mcu的pin32、pin33、pin34)是否為每秒選通一次；每一相的rst(a、b、c相的rst分別對(duì)應(yīng)mcu的pin36、pin37、pin38)是否在復(fù)位，正常工作時(shí)，應(yīng)無rst信號(hào)。若某相有復(fù)位信號(hào)，應(yīng)檢查該相cs5460a及其外圍器件是否工作正常。 三相數(shù)字電表的校準(zhǔn) 只有確保mcu及cs5460a都工作正常后，方可進(jìn)行校準(zhǔn)及修調(diào)。 cs5460a的自動(dòng)校準(zhǔn)過程：計(jì)算機(jī)發(fā)送命令給三相數(shù)字電表的mcu，mcu收到命令后發(fā)送相應(yīng)的校準(zhǔn)命令(表1)給cs5460a，等待6-8秒，校準(zhǔn)結(jié)束。 1．校準(zhǔn)順序：

     電壓通道：直流偏移—>交流增益—>交流偏移

     電流通道：直流偏移—>交流增益—>交流偏移 2．校準(zhǔn)時(shí)輸入條件：

     a．校準(zhǔn)電壓通道時(shí)，電流通道始終加上最大量程電流(i=imax)；校準(zhǔn)電流通道時(shí)，電壓通道始終加上額定電壓(u=un)。

     b． 校準(zhǔn)電壓通道的直流偏移和交流偏移時(shí)，電壓輸入端懸空或?qū)s5460a的vin+與vin-短接；校準(zhǔn)電流通道的dc offset和ac offset時(shí)，電流輸入端不加電流或?qū)s5460a的iin+與iin-短接。 c．校準(zhǔn)增益校準(zhǔn)時(shí)，電壓通道與電流通道都加滿度信號(hào)(即vin+與vin之間，iin+與iin-之間均為100mv-150mv，u=un，i=imax)。 如何修調(diào)三相電表多功能模塊 cs5460a校準(zhǔn)以后，只需調(diào)試有功軟修調(diào)、相位軟修調(diào)、無功軟修調(diào)三個(gè)點(diǎn)。分a、b、c分相來修調(diào)，分相修調(diào)好后，合相的精度也就好了。在進(jìn)行分相修調(diào)時(shí)，另外兩相可以加電壓，但不能加電流，即保證另外兩相沒有功率產(chǎn)生。 修調(diào)過程： 1．有功軟修調(diào)： 輸入條件：cosφ=1.0u=un，i=ib(額定電流)。

     原理：pr=pt×△x。其中：pt為cs5460a測(cè)得的單相有功功率，△x=k1+((±y)×k2)，k1、k2為固定值，y為修調(diào)值。若標(biāo)準(zhǔn)表顯示的有功誤差偏正，則將y 減��；若標(biāo)準(zhǔn)表顯示的有功誤差偏負(fù)，則將y增大。 2．相位軟修調(diào) 輸入條件：cosφ=0.5l u=un，i=ib(額定電流)。

     原理：在cs5460a的資料中，配置寄存器的[pc6:pc0]位用于修調(diào)cs5460a電壓通道與電流通道之間由于元器件的離散性造成的相位偏差，其可修調(diào)的范圍為：±2.8度(60hz)。假設(shè)y為配置寄存器的[pc6:pc0]的值(缺省值為0)，若標(biāo)準(zhǔn)表顯示的有功誤差偏正，則將y減��；若標(biāo)準(zhǔn)表顯示的有功誤差偏負(fù)，則將y增大。 注：修調(diào)相位時(shí)，測(cè)試有功功率的誤差精度。相位修調(diào)好后，無功功率無須再修調(diào)相位。 3． 無功軟修調(diào)： 輸入條件：sinφ=1.0 u=un，i=ib(額定電流)。

     原理：qr=qt×△x。其中：qt為cs5460a測(cè)得的單相無功功率�！鱴=t1+((±y)×t2)，t1、t2為固定值，y為修調(diào)值，若標(biāo)準(zhǔn)表顯示的無功誤差偏正，則將y減��；若標(biāo)準(zhǔn)表顯示的無功誤差偏負(fù)，則將y增大