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SA9904B在電力參數(shù)遠程測控系統(tǒng)中的應用
摘要：介紹Sames公司推出的三相功率/電量測量專用集成電路芯片（ASIC）SA9904B的結(jié)構、功能及其串行通信接口的時序；介紹該芯片在電力參數(shù)遠程測控系統(tǒng)中的應用。關鍵詞：電能測量芯片 電力參數(shù)測量 微控制器系統(tǒng)
引言
SA9904B芯片是Sames公司推出的三相功率/電量測量專用集成電路芯片（ASIC），可直接測量單相、雙相和三要輸電線路的有功電能、無功電能、電壓有效值和頻率值。該芯片具有SPI接口，外部微處理器可通過此接口讀取原始值，再根據(jù)相應的計算公式進行計算，最后得到各項電力參數(shù)的測量值。
圖1 SA9904B內(nèi)部結(jié)構
此芯片的功能包括：
實時測量三相有功/無功能量；
電壓有效值和頻率的測量；
片內(nèi)集成基準參考電壓源；
具有SPI（串行外圍接口）總線接口；
芯片功耗低于60mW，具有靜電保護功能，工作溫度范圍寬。
1 SA9904B內(nèi)部結(jié)構及工作原理
SA9904B為混合模擬/數(shù)字信號的CMOS集成電路，其內(nèi)部結(jié)構如圖1所示。
內(nèi)部兩個16位二階的∑-Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，分別對電壓和電流模擬信號進行數(shù)字化處理，得到的瞬時電壓與瞬時電流直接相乘得到瞬時功率。瞬時功率進行低通濾波處理得到瞬時有功功率，而瞬時無功功率通過對電流信號進行移相90°處理后得到。瞬時有功功率和瞬時無功功率經(jīng)過數(shù)字-頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成正比的脈沖信號，這個信號被有功電能和無功電能計數(shù)器隨著時間進行累加。芯片內(nèi)部設有電壓過零檢測電路，電壓每過零點產(chǎn)生一個寬度是1ms的脈沖，被頻率寄存器累加起來。電壓有效值是通過累加每個瞬時電壓采樣值并進行數(shù)字處理后得到的。
該芯片直接測量每相電路的四個參數(shù)：有功電能、無功電能、電壓有效值和頻率值。其余電力參數(shù)，如電流、功率等，需要通過微控制器根據(jù)相應的公式計算才能得到。
為了提高輸入信號的測量精度，SA9904B的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用了∑-Δ調(diào)制技術，以提高其在基帶內(nèi)輸入信號的信噪比。
2 SA9904B引腳及功能
SA9904B的引腳如圖2所示。
GND為模擬地。
VDD為電源的正極。當使用分流電阻檢測電流時，接+2.5V電壓；當使用電流互感器時，接+5V電壓。
VSS為電源負極。當使用分流電阻檢測電流時，接-2.5V電壓；當使用電流互感器時，接0V電壓。
IVP1、IVP2、IVP
[1] [2] [3]
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