基于RN7302的简易电力仪表设计

基于RN7302的简易电力仪表设计
阳燊
【期刊名称】《《科技视界》》
【年(卷),期】2019(000)016
【总页数】2页(P45,21)
【关键词】RN7302; RS-485; SN75HVD3082E
【作者】阳燊
【作者单位】桂林电子科技大学广西桂林 541004
【正文语种】中文
【中图分类】TM933
0 前言
智能电网中最重要的一个环节是需要采集电力的基本信息，如电压电流、有功功率及无功功率等。

目前市场上常用的电力基本信息采集方式多数均是经过电阻分压、分流或者直接利用电流互感器或者电压互感器先获得小的模拟信号，然后再通过运放进行小信号的处理，最终利用A/D模块进行模/数转换。

该方案需求器件多，寿命短，占用MCU资源，又很难做到小体积。

针对此，本文根据科技的高速发展，利用目前市场上成熟的集成芯片RN7302进行简易、小体积的仪表设计。

1 系统概述
本文设计的基于RN7302的简易仪表可以概括为四个模块，分别为电源模块、计
量模块、RS-485模块及MCU模块。

电源模块主要为整个仪表系统提供电能；计量模块是采用RN7302芯片，进行电压、电流的采集，同时完成其他电能参数的
记录，比如：有功功率、无功功率、频率以及脉冲等；RS-485模块主要完成各种电力参数的上传，可上传给外置显示器、能源系统等；MCU模块是整个系统的核心，主要是将各种需求参数通过RS-485进行上传，并可预留各种需求功能模块。

2 硬件电路设计
电源模块比较成熟，常用的便是AMS1117稳压芯片，结合成本、工作环境等按
需选择既可。

本文重点是对计量模块、RS-485模块以及MCU模块进行设计。

2.1 计量模块
本电路为锐能微三相计量芯片RN7302应用电路，该电路能够满足大部分电参数
的测量需求，适用三相四线/三相三线系统。

相对于运放/AD采样电路来说，软件实现简单，对MCU的资源要求较低。

2.2 RS-485通信模块
RS-485通信模块我们选择的是TI的低功耗半双工的SN75HVD3082E通信芯片。

SN75HVD3082E芯片是一款为RS-485数据总线网络而设计的半双工的收发器。

它由+5V供电，与TIA/EIA-485A标准完全兼容。

通过控制输出转换时序，它能
够在长距离双绞线电缆上传输高达200kbps速率的信号。

它的供电电流极低，一般小于0.6mA，当处于不活动的关闭模式时，供电电流只有几个nA，所以特别适合于低功耗方面的应用。

它具有宽的共模抑制范围和高静电放电保护能力，因此，适用于噪声容限要求很高的场合。

电路具体见图2-1中485通信模块。

2.3 MCU控制模块
实现计量模块与RS-485有线通信相互转换的便是MCU控制模块，此处我们选择STM32单片机，该IC性能稳定，集成性较高，使用普遍，外围器件简答，具体
见图1中的MCU控制模块所示。

图1 硬件电路框图
3 结论
本文通过智能电网中最重要的一个环节是需要采集电力的基本信息，指出目前常用仪表设计方案存在占用MCU资源、元器件较多，设计体积较大的问题。

全文为了坚决该问题，利用集成性计量芯片RN7302进行了简易的仪表设计，该简易仪表
包括电源模块、计量模块，RS-485模块以及MCU模块，可以做到小体积情况下，具有测量所有基本电力参数。

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