|
| |
|
Слаботочка Книги На рисунке 5 представлена принципиальная схема источника питания. Эта схема работает пока существует возможность току стекать на землю (в нейтраль). Если нейтраль отсоединена от счётчика, исчезает заземление источника питания, и схема оказывается разомкнутой. В режиме отсутствия нейтрали источник питания, построенный на ёмкостном делителе оказывается неработоспособным. 240V Dio $ Т Ж ADP3330 3330 □з Рис. 5. Схема источника питания, построенного на ёмкостном делителе Источник питания, построенный на токовом трансформаторе На рисунке 6 показана принципиальная схема источника питания на трансформаторе тока. Трансформатор тока имеет две первичнью обмотки, образованнью фазным и нейтральным проводами. Поэтому, пока нет обрыва нейтрали два противофазных тока компенсируют друг друга и ток во вторичной обмотке трансформатора тока отсутствует. Если произошёл обрыв нейтрали, то на выходе трансформатора появляется ток, пропорциональный току в нагрузке, протекающий в фазном проводе. Для источника питания используется недорогой трансформатор с сердечником, имеющим вьюокую магнитную проницаемость. Выходной ток выпрямляется диодным мостом, сглаживается конденсатором С18 и поступает на линейный стабилизатор. Трансформатор имеет коэффициент передачи 2:300, что при расчётном базовом токе 1б = 5 А обеспечит выходной ток 33 мА. Этого достаточно для работы схемы счётчика электрической энергии. Если ток в нагрузке будет увеличиваться, то пропорционально будет увеличиваться и ток во вторичной обмотке трансформатора. Это увеличение тока необходимо рассеять. Так как используется трансформатор с сердечником, имеющим вьюокую магнитную проницаемость, то сердечник войдёт в насыщение и ток во вторичной обмотке будет ограничен. Так решена проблема пропорционального увеличения тока в источнике питания в зависимости от тока в нагрузке.  VW*-I LOAD i REGULATOR -f- REGUL/ METER BOARD ADE7761 L----------------------------------! Рис. 6 Схема источника питания, построенного на трансформаторе тока ЗАКЛЮЧЕНИЕ В этой статье не были рассмотрены такие важнью задачи, как расчёт антиалайзинговых фильтров, которью необходимы для предотвращения возможных искажений, связанных с наложением спектра в процессе аналогово-цифрового преобразования; устойчивость счётчика к электромагнитным помехам; проектирование печатной платьк К сожалению, объём журнальной статьи не позволяет раскрыть здесь эти вопроськ В заключение приведены своднью таблицы всех интегральных счётчиков электроэнергии производства компании Analog Devices. Пример разработки счётчика электрической энергии, рассмотренный в этой статье, может быть использован как основа для проектирования счётчиков с использованием любых микросхем компании Analog Devices серии ADE77xx с учётом их особенностей. Таблица 2 Интегральные счётчики электроэнергии компании Analog Devices с импульсным выходом Датчики Микроомный шунт/ Трансформатор тока Характеристики Активная энергия Высокочастотный импульсный выход Низкочастотный импульсный выход Аппаратная калибровка Внутренний генератор Определение разницы токов в фазном и нейтральном проводах Определение обрыва нейтрали Индикация отрицательной энергии Подсчёт только положительной энергии Индикация отсутствия нагрузки Корпус Однофазные Трёхфазные ADE7751 ADE7755 ADE7757 ADE7760 ADE7761 ADE7768 ADE7769 ADE7752    SSOP24 SSOP24 S0IC16 SSOP20 SSOP20 S0IC16 S0IC16 SOIC24 Таблица 3 Интегральные счётчики электроэнергии компании Analog Devices с SPI интерфейсом Датчики Микроомный шунт/ Трансформатор тока Катушка Роговского (вход di/dt) Характеристики Активная энергия Полная энергия, действующие напряжения и ток Реактивная энергия Вьюокочастотный импульсный выход Программная калибровка Поел, порт SPI и прерывание Определение перехода нулевого уровня Контроль качества эл. энергии (понижение/ повышение напряжения, со8(ф) и т. д.) Корпус Однофазнью ADE7753 ADE7756 ADE7759 ADE7763 Трёхфазнью ADE7754 ADE7758  SSOP20 SSOP20 SSOP20 SSOP20 SOIC24 SOIC24 Литература 1. AN-687 А Low Cost Tamper-Resistant Energy Meter Based on the ADE7761 with Missing Neutral Function, www.analog.com. Технические описания / Analog Devices . 3. Data sheet ADE7761, www.analog.com. ИС ADE7755 счетчика электроэнергии с импульсным выходом www.radiodvd.jino-net.ru ADE7755 ОСОБЕННОСТИ Высокая точность; счетчик поддерживает стандарт 50 Гц/60 Гц IEC 687/1036 Ошибка менее 0,1% при динамическом диапазоне 500:1 ИС ADE7755 выдает значение средней активной мощности на частотных выходах F1 и F2 Высокочастотный выход CF предназначен для калибровки и выдает значение мгновенной активной мощности Совместимость по выводам с микросхемой AD7755 с синхронными выходами CF и F1/F2 Логический выход REVP можно использовать для индикации возможного неправильного подключения к сети (отрицательной мощности) Прямое управление электромеханическими счетными механизмами и двухфазными шаговыми двигателями (выходы F1 и F2) Усилитель с программируемым коэффициентом усиления в канале измерения тока позволяет использовать шунт с малой величиной сопротивления Собственные встроенные АЦП и цифровой сигнальный процессор обеспечивают высокую точность в широком диапазоне условий и долговременную стабильность Встроенный контроль напряжения источника питания Встроенная защита от самохода счетчика (имеется порог мощности нагрузки, начиная с которого счетчик работает) Встроенный источник опорного напряжения 2,5 В±8% (типичный дрейф составляет 30-10-б/°С) с возможностью подключения внешнего источника опорного напряжения Один источник питания 5 В, низкая потребляемая мощность (типичное значение 15 мВт) Недорогая ШОП технология ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема ADE7755 совместима по выводам с ИС AD7755. Единственное различие между микросхемами ADE7755 и AD7755 заключается в том, что выходы CF и F1/F2 микросхемы ADE7755 синхронны при любой нагрузке. *Патенты США 5,745,323, 5,760,617, 5,862,069 и 5,872,469. REV. О Предполагается, что информация, предоставленная компанией Analog Devices Inc., является точной и достоверной. Тем не менее компания Analog Devices Inc. не несет ответственности за использование этой информации, а также за нарушения патентов или прав третьих сторон, которые могут возникнуть при использовании этой информации. Никакая лицензия не предоставляется ни прямо, ни косвенно, на объекты, подпадающие под патентные права фирмы Analog Devices Inc. Авторы перевода приложили немалые усилия для того, чтобы сделать его качественным и достоверным. Однако при возникновении разночтений между переводом и оригинальным изданием на английском языке следует полагаться на информацию, изложенную в оригинале. Микросхема ADE7755 - высокоточная ИС, предназначенная для счетчиков потребления электрической энергии. Технические характеристики этой ИС превосходят требования по точности, предъявляемые стандартом IEC1036. См. руководство по применению фирмы Analog Devices AN-559 с описанием конструкции счетчика электроэнергии стандарта IEC1036 на базе ИС AD7755. Аналоговая часть микросхемы ADE7755 включает лишь АЦП и источник опорного напряжения. Все дальнейшие преобразования сигнала, такие как перемножение и фильтрация, происходят с сигналом в цифровом виде. Такой подход обеспечивает очень высокую стабильность и точность при предельных значениях параметров окружающей среды и в течение длительного времени. Микросхема ADE7755 выдает информацию о средней активной мошности на низкочастотных выходах Fin F2. Эти импульсные выходы могут быть использованы непосредственно для управления электромеханическим счетным механизмом или могут подключаться к микроконтроллеру. Импульсный выход CF дает информацию о мгновенной активной мощности. Этот выход предназначен для калибровки или для подключения к микроконтроллеру. ИС ADE7755 включает в себя схему контроля напряжения питания на выводе А VDD. Микросхема ADE7755 остается в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение источника питания не достигнет 4 В. Если напряжение источника питания падает ниже 4 В, ИС ADE7755 также переходит в состояние сброса, при этом импульсы на выходах F1, F2 и CF отсутствуют. Внутренняя схема совмещения фазы обеспечивает соответствие фаз сигналов в каналах измерения тока и напряжения; эта схема работает независимо от того, включен или нет фильтр высокой частоты в канале VI. Внутренний пороговый детектор отсутствия нагрузки гарантирует, что у счетчика ADE7755 будет отсутствовать самоход, т.е. счетчик не будет регистрировать потребление электроэнергии при отсутствии нагрузки. ИС ADE7755 выпускается в корпусе SSOP с 24 выводами. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781/329-470 http: www.radiodvd.jino-net.ru Fax: 781/326-8703 © Analog Devices, Inc., 2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [10] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 |