三相电能计量芯片FAQ

炬力公司三相电能计量芯片FAQ

1、炬力公司三相电能计量芯片有哪些型号？

炬力公司目前已经推出了五款三相电能专用计量芯片，他们分别满足不同的系统应用：

ATT7030A是一颗高精度三相有功电能计量芯片，电阻网络校表，可直接驱动机电式计度器用于显示电能，主要应用于有功三相电能表。

ATT7028A是一颗高精度三相有功电能计量芯片，支持软件校表以及电阻网络校表，可计量分相电能和总电能，主要应用于三相有功电能表。

ATT7026A是一颗高精度三相组合表专用计量芯片，提供有功、无功参数，主要应用于三相电能表。

ATT7022A是一颗高精度三相多功能专用计量芯片，可以完成四象限有功、无功测量，可应用于三相多功能电能表以及电测仪表、工业控制等方

面。

ATT7022B是一颗在ATT7022A基础上增加基波/谐波电能计量功能的高精度三相多功能专用计量芯片，可应用于三相多功能电能表以及电测仪

表、工业控制等方面。

2、三相电能芯片对复位操作有何要求？

芯片复位保持25us左右后，芯片才能复位，芯片复位后，一般等待500us 左右才能进行操作SPI。

3、SIG端子有何用？可否不用？

SIG信号只在软件校表时有用。外围干扰可能导致计量芯片内部数据错乱，或者计量芯片受干扰复位，校表数据必须由外部MCU通过SPI口进行更新，以保证计量的准确性。SIG信号就是用来通知外部MCU的一个握手信号。

当然也可以不用SIG信号，可以检测工作寄存器的相应状态位，详细信息可以参考芯片用户手册

4、晶振的选用范围为10-25MHz,默认为24.576MHz,可选用12MHz晶振?与

24.576MHz有何区别？

由于芯片计量部分采用了数字滤波器结构，所以为了保证测量精度，建议选用24.576MHz。

5、采样周期是多少？多长时间采样一次？

采样频率是3.2KHz。

6、计量芯片内部寄存器更新时间？

内部有效值、功率、相位、相角、频率等寄存器的更新时间大约是1/3秒。而能量寄存器则是与能量脉冲同步更新。

7、CF的最高输出脉冲频率？

最高约600Hz。

8、在修调相位误差的时候无功相位误差是否完全依赖有功相位误差，是否有其他方法可以控制无功相位误差的调校？

有功相位误差校正之后，无功相位误差自动被补偿，不提供其他方法对无功单独进行校正。

9、怎样从三相四线应用转换到三相三线模式。

很简单，首先要将SEL 引脚改为低电平，然后将三相四线应用中的中线VN 换成VB ，VB 通道(V3P,V3N,V4P,V4N)不接即可。三相三线应用如下图所示：

电压输入

电压输入

UA

UC

UB

UB

AB线电压输入

CB线电压输入

三相三线V3P,V3N,V4P,V4N不连，相应改变引脚SEL状态

10、 电流、电压有效值的精度？

电流、电压有效值精度在0.5%以内。

11、

三相计量芯片的默认启动电流？

启动电流默认值设置在0.1mV 的采样电压所对应的电流值，即电流通道Ib 的采样电压为0.1V 时，启动电流为0.1%Ib 。

12、

三相电能计量芯片中无功功率的计算方法？

采用移相90°的方法进行无功运算，移相方法采用数字滤波器实现，能够对30Hz 到1500Hz 以内的信号均移90°。

13、

是否需要外部基准源，内部基准源的精度如何？

通常情况下，不需要外接基准源，内部有基准源，可以保证30ppm ，所以设计0.5S 或者1级表时，可以直接采用内部基准源。如果是设计0.2S 或者更高精度的多功能电表时，建议外加一个更高精度的基准源

14、

执行校表操作以后，多少时间后才能起作用？ 可以立即生效

15、软件校表的参数在掉电后能够保存吗？

不保存。计量芯片内部没有E2ROM，校表数据需由单片机将其保存在E2ROM等非易失寄存器中，上电后在非易失寄存器中读取校表数据，并将校表数据发送给计量芯片。

16、refcap端电压为1.8v是否正常？

不正常。正常工作时，REFCAP电平应该在2.4v左右，否则就可能是电路连接上有问题。

17、REFO(11脚)的参考电平应是2.5V,实测为2.47V，这对测量精度有多大

影响？

REFO（11脚）以及REFC（5脚）参考电平应该在2.3v-2.7v之间，只要在此区间就不会对精度有影响。参考电压通常在2.4v左右。

18、有功功率的单位是W还是KW?其值与脉冲常数是否有关系？

功率单位是w,与脉冲常数有关系。按照用户手册算得的功率值是基于3200imp/kwhr,如果你设置脉冲常数为1600，则实际功率值等于计算值再乘以3200/1600的系数

19、驱动计度器的脉冲宽度是多少？

驱动计度器的脉冲宽度当脉冲频率小于或等于2Hz时为270毫秒，大于2Hz时，输出占空比为1：1的方波信号；校表脉冲CF的宽度是当脉冲频率小于5Hz时，输出脉冲的高电平宽度为90毫秒，否则，输出占空比为1：1的方波信号。

20、能否给出C语言写的SPI读写时序。

以下C语言程序在51仿真器上编译通过。

//SPI端口定义

sbit DOUT = P1^1; //SPI串行数据输出口，单片机输入口

sbit DIN = P1^2; //SPI串行数据输入口，单片机输出口

sbit SCLK = P1^3; //SPI时钟，单片机输出口

sbit CS_ = P1^4; //SPI使能，低电平有效，单片机输出口

//全局变量定义

unsigned char SPI_CM; //用于存放SPI读或写的命令字

unsigned char SPI_Data[3]; //用于存放SPI读或写的数据

void SPIRead()

{

unsigned char i,k;

CS_ = 1;

_nop_();

SCLK = 0; //在CS_置低之前SCLK保证在低电平状态

_nop_();

CS_ = 0; //打开SPI

for ( i = 0; i < 8; i++ ) //发送8位命令字

{

SCLK = 1;

if (SPI_CM & 0x80)

DIN = 1;

else

DIN = 0;

_nop_();

SCLK = 0;

SPI_CM = SPI_CM << 1;

}

DIN = 0; //发送数据完成后端口DIN处于确定的低电平状态

_nop_(); //

_nop_();

_nop_();

//接收24bit数据，三个字节，按高中低字节分别存放到全局变量数组 //SPI_Data[0]、SPI_Data[1]、SPI_Data[2]中

for ( k = 0; k < 3; k++ )

{

SPI_Data[k] = 0; //首先清零

for ( i = 0; i < 8; i++ )

{

SPI_Data[k] = SPI_Data[k] << 1;

SCLK = 1;

_nop_();

if ( DOUT )

SPI_Data[k] = SPI_Data[k]|0x01;

SCLK = 0;

}

}

CS_ = 1; //关闭SPI，以使SPI复位，准备下一次SPI操作。

}

//SPI写函数

void SPIWrite()

{

unsigned char i,k;

CS_ = 1;

_nop_();

SCLK = 0; //在CS_置低之前SCLK保证在低电平状态

_nop_();

CS_ = 0; //打开SPI

SPI_CM ＝ SPI_CM & 0x80; //SPI写操作中,命令字最高位先置1

for ( i = 0; i < 8; i++ ) //发送8位命令字，

{

SCLK = 1;

_nop_();

if (SPI_CM & 0x80)

DIN = 1;

else

DIN = 0;

_nop_();

SCLK = 0;

SPI_CM = SPI_CM << 1;

}

DIN = 0; //发送数据完成后端口DIN处于确定的低电平状态

for ( k = 0; k < 3; k++ )

{

for ( i = 0; i < 8; i++ )

{

SCLK = 1;

_nop_();

if (SPI_Data[k] & 0x80)

DIN = 1;

else

DIN = 0;

_nop_();

SCLK = 0;

SPI_Data[k] = SPI_Data[k] << 1;

}

}

DIN = 0;//发送数据完成后完成端口DIN处于确定的低电平状态

CS_ = 1; //关闭SPI，以使SPI复位，准备下一次SPI操作。

}

20、如何测试SPI通讯程序的正确性？

芯片RESET后，读0x3E寄存器，对于三相四线表，其初值应为0x043D03。

21、电能以绝对值方式计算时，反向电能可以单独计量吗？

电表选用绝对值求和还是代数求和是对电能计量而言，即电能脉冲是按各相电能绝对值求和得到的总电能产生，或是按各相电能代数求和得到的总电能产生。选用绝对值求和，电能脉冲只在正向电能寄存器中累加。

三相电能计量芯片提供了各种功率计量参数输出，这些功率计量参数是有正负的，其中三相总功率是由各相功率的代数和得到，与电能计量方式选择无关，据此，可实现反向电能的记录。

22、相角计算在第一象限是对的，其他象限的值如何计算？

相角的值与功率因数是对应的，其符号与无功的一致，在不同的象限中，表示的角度需做如下转换：已知根据计量参数寄存器得到的相角为±Φ（度），那么当有功功率为正时，实际角度是360°±Φ；当有功功率为负时，实际角度是180°--(±Φ)。

23、校表流程中参数设置是必须做的吗？

参数设置中的HFreq是必须设置的,其他参数可根据需要设置,也可以采用复位时的默认值。

24、什么是功率增益校正？什么是相位校正？

功率增益校正是在功率因数为1.0的条件下进行，而相位校正是在功率因数为0.5L的条件下进行，两者都是通过测试点的电能误差进行校准。

25、如何做功率增益分段校准？

不建议对功率增益做分段校准。一般地功率增益校正在不分段时,即w_Irechg寄存器值保持为零，只需在Ib点做校准，可以达到0.5S级的精度要求。

26、如何做相位分段校准？

在相位分段前，先测试各电流点0.5L的电能误差，选定需要分段校正的电流点，设置的分段点应偏离校正点。比如5%Ib电流点的误差是

0.4%，而Ib电流点的误差是0.2%，如果不分段，在Ib做校正后，5%Ib

电流点的误差仍将有0.2%，所以考虑分段做相位校正，分段点设在10%Ib，误差校正在5%Ib进行。

27、功率因数的测量范围

由于计算功率因数的字长的原因，功率因数和相角的测量信号范围小于电流有效值、电压有效值、有功功率和无功功率的测量范围。芯片ADC采样电压在10mV到600mV的范围内可以输出功率因数和相角，在此范围外，用户可根据有功、无功、电流、电压等数据自行计算功率因数。

28、N线接地的使用条件

电压采样回路采用分压电阻取样，零线接地的接法具有较高的抗干扰能力，但注意此时流入REFO端电流不能大于2mA，即每一路最高电压输入时，采样电路的电流应小于2/3mA。

29、推荐线路中，电阻分压的固定电阻有的是68K，有的是250K，为什么？

电压取样采用电阻分压电路，采样电压值推荐为0.2V以上，0.6V 以下。如果采用软件校表，考虑到信号噪声和通道间信号串扰两方面的因数，为进一步提高测试精度，采样电压推荐为0.1 V以上，0.2V以下，同时启用电压通道ADC增益选择寄存器，使放大后的采样电压在0.6V 以内，所以，可根据使用条件选择合适的分压电阻。

30、用ATT7022B开启基波/谐波功能的时间有要求吗？

有，芯片复位后，经过650mS以后，才能开启基波/谐波功能。