设计开发 数字 与应用 基于TDK71M6521D的单相载波电能表的设计 张忠正 哈尔滨电工仪表研究所黑龙江哈尔滨150028 摘要本文介绍了一种基于高度集成芯片TDK71M6521D设计的单相多功能电能表加上载波模块利用低压电力线完成通信功能的解决方案,详细 描述了主要器件及整表的功能特点、工作原理并给出了测试结果。所设计的单相载波电能表适用于居民用户和工业用户的电能计量及控制,具有成 本低、稳定可靠、计量精度高等诸多特点 关键词TDK71M6521D载波通信单相电能表 中图分类号:TM933.4 文献标识码A 文章编号:1007-9416(2014)12-0144-01 单相载波电能表是目前居民电能表的方向性产品,寻求一个低 取CE的计算结果,进行处理后得到电能计量值并存储在存储器内, 成本、优质的方案一直是电能表企业及供电部门所追求的目标随 通过芯片的外部设备可实时显示或输出。 着电力改革,载波技术的推进及分时电价的调整等用电政策的出 单相载波电能表是应用于远程集中抄表系统中的低端设备,利 台,国家电网公司出台了电能表的新标准,为此提出一款单相载波 用低压电力线作为通信信道把用电量数据以电力线载波方式与远 电能表方案来满足市场的需求。 程集中抄表系统的上位机进行信息交换。在硬件上利用 单相载波电能表以低压电力线作为通信信道,与远程集中抄表 TDK71M6521D芯片的一个UART外接载波模块完成低压载波通信 系统利用解频扩频技术将电量数据进行传输本文给出一种基于 功能。载波模块在接收模式下,电力线上的模拟通信信号通过耦合电 TDK71M6521D单片机的单相载波电能表的设计,由于芯片集成度 路传送至接收滤波电路,通过调制解调电路还原成数字信号后传输 高外围电路少,在提升产品性能的基础上降低了整机成本,增强了 至TDK71M6521D的UART接收脚传输的数据经TDK71M6521D处 电能表的可靠性,实现了单个用户的电能计量、电量数据电力线载 理后,返回的数据由UART发送脚发出,通过扩频通信芯片后得到 波通信的功能。 270KHz的载波信号,此信号输出后经放大电路和耦合电路完成缓 1主要器件介绍 冲放大及低通滤波后将放大信号耦合到电力线上。 数据通信协议符合DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》 TDK71M6521D芯片是一款高度集成化的SOC,是针对单相复 所有的数据帧格式都依据此协议完成传输。 费率多功能电能表应用而精心设计的产品,在工业温度范围中 2000:1电流范围内具有超过0.4%的精度芯片内部集成了模拟前端 3功能及检测结果 (AFE)独立的数字计算引擎(CE)、4个电流电压模拟输入、微处理器 基于TDK71M6521D的单相载波电能表以其为控制核心,整合 80515,Sag Detection ,22位ADC参考电压、温度传...
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