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(多图) CS5460A及其在电子式电能表中的应用

来源:电子工程师/吴忠仪表宁光电表有限公司 李建炜?? 2006年06月02日 ?? 收藏0
输出。EOUT——电量输出引脚,输出一个脉冲宽固定、频率(可编程)和电能成比例的脉冲串。

  22脚EDIR:能量方向指示输出。如果测量到的电能是负值,电能方向指示器发出指示。

  23脚SDI:串行数据输入。SDI是串行数据接口的输入引脚。数据的输入速率由SCLK决定。

?????? 3 操作原理

  CS5460A可以在单一+5V电源下运行。电流通道输入范围为30mVRMS或150 mVRMS,电压通道输入范围为150 mVRMS。当在VA+/-引脚用单电源+5V供电时,CS5460A可以承受范围为-0.25V到VA+的共模信号。总功耗<500mW;电能计量精度:在1000∶1动态范围以上每秒读取0.1%;电流测量精度:读数的0.1%;瞬时功率测量精度:读数的0.1%。供电引脚最大输入电流为±50mA;(VA+)-(VA-)≤+6.0V。

  任意时刻,软件或硬件复位都可以使系统初始化。软件复位是通过向配置寄存器的RS位写入逻辑1来实现的,复位后该位自动恢复为逻辑0。硬件复位是通过强制拉低RESET引脚50ns以上来实现。

  寄存
器读写命令如下:

??? 寄存器读写命令如下


??? 其中,W/R为0读寄存器,为1写寄存器,RA(0~4)寄存器地址说明如下:00000:配置寄存器,00001:电流偏移校准,00010:电流增益校准,00011:电压偏移校准,00010:电压增益校准,00101:转换次数,00110:能量,00111:最新电流,01000:最新电压,01001:最新功率,01111:状态寄存器,10000:交流电流偏移寄存器,10001:交流电压偏移寄存器。

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???????????????????? 写时序
??????????????????? 读时序

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  CS5460的串行接口部分集成了一个带有发送/接收缓冲器的状态机,状态机在SCLK上升沿解释8位命令字。根据对命令的解码,状态机将执行相应的操作,或者,为把寻址的内部寄存器的数据传送到发送缓冲区,写操作在数据传输前要等24个SCLK周期。通过寄存器读/写命令,数据可被写入或从CS5460A中读出,图2、图3为读、写时序。数据的读、写通过向串口SDI引脚写入相应的8位命令字(高位在前)来启动。需要注意的是:一些命令字在执行时受周期计数寄存器和配置寄存器内容的影响,需要先对周期计数器和配置寄存器内容进行正确设置。寄存器写指令后必须跟24位数据,先写命令字启动写操作,然后随着24个连续的串行时钟脉冲,CS5460A将从串行输入引脚SDI接收串行数据,一旦收到数据,状态机便将数据写入配置寄存器并返回到命令模式。寄存器读指令可以终止在8位的边界上。通过SDI引脚写入命令后,可从SDO引脚读出数据。

?????? 4 应 用

  因为CS5460A可以用来测量瞬时电流、瞬时电压、瞬时功率、电能以及电压和电流的有效值,测量结果将以24位有符号或无符号形式存储在内部寄存器中,所以可以用CS5460A设计单相多功能电能表。另外,CS5460还提供了电能计量脉冲输出端口EOUT和功率方向端口EDIR,可以方便地与步进电机计数器连接构成简单的电能表。当晶振频率为4.096MHz,分频比为1,且两个转换器的直流输入皆为最大值时,输出脉冲的频率与脉冲速度寄存器的频率相同。

????????????????????????? 典型的电度表电路

  图4所示为一个典型的电度表电路,它的基本电流有效值Ib=20A,相线电压有效值V=220V(50Hz),计量常数K=500imp/kWh,最大电流有效值为Imax=100A,最大电压有效值为Vmax=300V,差分电压输入和差分电流输入最大值为150mV,电阻R1调整差分电流输入值。

  如果用CS5460A设计电子式三相多功能电能表,可以在A、B、C每一相用


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CS5460A? 电能表? 串行接口? 计量?

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