单相液晶双向电能表答辩

209.8 214.9 219.8 224.8 229.9
0.730 0.700 0.701 0.681 0.651
0.0952% 0.0465% 0.0909% 0.0889% 0.0435%
0.022825 0.034736 0.040596 0.056723 0.062159
0.002090 0.002095 0.002091 0.002091 量20A交流电压，电流互感器变比为 2000，在二次侧并接200Ω电阻，对应的交流电 压为2V，再经过分压比为14的电阻分压得到 142.86mv电压信号<CS5460A加在IIN+、IIN-测 量 最大交流电压176mv。
其它外围电路
包括电源模块，MCU模块，DS1302模块， EEPROM模块，LCD显示模块，485通讯 模块，键盘及LED指示模块。这些电路都 是电能测量的辅助电路。
MCU、硬件初始化
Y
是否清0 电能数据
N
清0电能数据
读EEPROM电能数据
LCD显示初始界面 读RTC时间
读电能表各项数据并进行 处理
LCD显示时间及各项 电能数据 将电能数据存储到EEPROM
1 0
扫描按键 设置时间 中断标志
采样时间标志置位 RS485远程传输电能数据
键盘扫描设 置时间
年月日时间 电压有效值 负向电能
系统硬件框图
DS1302 电压 信号
电压互感器
电阻分压
KEY LCD128 64
MSP430F2274
电能计 量芯片 CS5460A
电流互感器 电阻分压
电流 信号
485 通讯
LED 脉冲指示
EEPROM
电能测量芯片CS5460A
两个24位ΔΣ模-数转换器（ADC） 根据电网上电流与电压相位夹角变化，实时判断一个系统 功率方向并具有功率方向输出指示； 具有AC或DC系统校准功能；
测试 电压 (V) U（V） I（A） 电压 误差 初始电能 （KW·h ） 1.483645 1.489720 1.499739 1.516510 1.528196 闪烁11次之 后电能 （KW ·h） 1．485734 1．491796 1.501815 1.518597 1.530295 消耗电能 （KW ·h） 0.002089 0.002076 0.002076 0.002087 0.002089 电能 误差
设计功能要求
该交流电能表能实现对单相交流电能的测量； 电表参数：额定电压220V,额定电流10A,最大电流20A， 最大计度容量：99999.99KW· h； 能测量并显示当前的电压和电流的有效值； 停电不丢失电能数据； 能双向测量电能，并能同时显示消耗的电能和反馈的电能； 正向、负向电量脉冲输出； 显示当前日期和时间，能调节时间 具备485通讯功能，便于远程传输电能表数据；
单相液晶双向电能表的设计
班级：07电气一班
学生：吴鹏 指导老师：王宝忠
选题的目的和意义
各种家用太阳能供电系统，家用风力供电系统等家用洁净 能源在许多国家已经出现 ，这些分布式的小规模供电系 统不仅可以解决居民的能源问题而且可以把富余的电能反 馈到电网，以实现以电偿电，从而减轻供电系统的负担， 减少不可再生资源的消耗。 许多国家规定用户自己的发电系统产生并入电网的电能可 以等价换取等量电网的电能。虽然在我们国家还没有开始 实施，但这是一种发展方向。 为了满足这种应用需要，必须设计一种可以计量用户消耗 电能（即正向电能）又可以计量用户反馈到电网的电能 （即反向电能）的电能表，即双向电能表。
电流有效值
正向电能
485通讯 信号输出 双18V交流 变压器 直流稳 压电源
电压互感器
电流互感 器
电阻分压电路
CS5460A 芯片
EEPROM
MCU
DS1302 芯片
JTAG下 载电路
485芯片 LCD1286 4接口
键盘
正向，负向电能指 示灯信号输出
误差测试
由于没有标准电能表，所以对电能表LED脉冲进行精确度估算 ，由于设置 的LED脉冲速率4800imp/KW· h=0.0020833KW· h,电能表上电加负载，测初 始电能和闪烁11次后的电能差并计算电能误差。 正向电能测试：

210V 215V 220V 225V 230V
209.9 214.9 219.8 224.8 229.8
0.731 0.721 0.701 0.690 0.671
0.0476% 0.0465% 0.0909% 0.0889% 0.0870%
0.274% 0.350% 0.350% 0.178% 0.274%
0.322% 0.350% 0.370% 0.370% 0.514%
230V
时间调整
RS485远程通讯
能够测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电能、电压有 效值和电流有效值
具有简单的三线数字串行接口,可以方便地进行读写； 电能数据线性度：在1000 ：1 动态范围内线性度为 ±0.1%； 内带电源监视器,功率消耗<12mW；
电压信号调理
考虑裕量测量250V交流电压，电压互感器 分压比为44，再经过分压比为38的电阻分 压得到149.52mv电压信号<CS5460A加在 VIN+、VIN-测量 最大交流电压176mv。
2.负向电能测试
测试 U（V） I（A） 电压(V) 电压 误差 初始电能 （KW·h ） 闪烁11次 之后 电能 （KW ·h） 0.024915 0.036831 0.042662 0.054632 0.064253 消耗电能 （KW ·h） 电能 误差
210V 215V 220V 225V