[实用新型]基于ARM处理器的三相电能计量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三相电能计量电路，具体地说是一种基于ARM处理器的三相电能计量电路。

背景技术

目前，对于三相交流电的电能参数，如三相电压、电流和功率等的采集，常用的采集方法是直接对三相交流电的电压和电流进行交流采样，再通过软件编程采用相应的算法计算出所需的三相电能数据。

采用上述现有技术的采集方法存在以下缺点：

首先，由于三相交流电的电压、电流信号中往往含有较多的高次谐波，若该采集方法的采样频率不够高，则容易造成信号高低频混叠，严重影响测量精度，故此方法须配备一款多通道、同步采样、高精度、高速度的A/D转换芯片，但此类芯片价格高昂；

其次，该采集方法的算法计算量大，因此其对运行算法的计量电路的运算量和运算速度要求很高，并且实现算法的软件编程设计繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于ARM处理器的三相电能计量电路，能够实现对三相交流电电能参数的计量。

本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的：

一种基于ARM处理器的三相电能计量电路，所述的三相电能计量电路包括用于采集待测三相交流电电流信息的三相电流采样电路、用于采集待测三相交流电电压信息的三相电压采样电路、具有电能参数校准功能的电能计量芯片和用于控制三相电能计量电路工作的ARM处理器，所述三相电流采样电路和三相电压采样电路的输出端分别连接到电能计量芯片的相应输入端口，所述电能计量芯片和ARM处理器的相应端口相连接，所述电能计量芯片接收三相电流采样电路和三相电压采样电路输出的信号并计算出待测三相交流电的电能参数，所述ARM处理器将该待测三相交流电的电能参数以可读数据形式输出。

作为实用新型的改进，所述的三相电能计量电路还包括用于显示所述待测三相交流电电能参数的显示单元，该显示单元连接到所述ARM处理器的相应端口。

作为实用新型的改进，所述的三相电能计量电路还包括用于实现三相电能计量电路与上位机通信的串口通信模块；所述串口通信模块与ARM处理器的相应端口相连接。

作为实用新型的改进，所述的三相电能计量电路还包括用于实现三相电能计量电路与外部工控设备通信的CAN总线通信模块；所述CAN总线通信模块与ARM处理器的相应端口相连接。

作为实用新型的一种实施方式，所述电能计量芯片通过SPI总线与ARM处理器的相应端口相连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的三相电能计量电路采用采样电路对三相交流电进行电流、电压采样，并通过电能计量芯片计算三相交流电的电能参数，如高精度的量有功功率、无功功率、视在功率、电压有效值、电流有效值、波形采样、测量电压周期、频率等，并且该电能计量芯片测量精度高、可靠性高、抗电磁能力强，而ARM处理器只需将电能计量芯片计算出的电能参数以可读数据形式输出，这样，ARM处理器的工作量大大减轻，测量的精度也得以显著提高，而该处理好的可读数据形式电能参数能够方便地通过CAN总线和串口通信接口把三相电能参数发送到上位机或其他设备上，给数据采集终端提供了丰富的电气参数，因此，本实用新型的三相电能计量电路具有较高的性价比，可以应用于多个领域的电能计量中。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型中三相电流采样电路的电路原理图；

图3为本实用新型中三相电压采样电路的电路原理图；

图4为本实用新型中电能计量芯片及其外围电路的电路原理图；

图5为本实用新型中ARM处理器和串口通信模块的电路原理图；

图6为本实用新型中CAN总线通信模块的电路原理图。

具体实施方式

图1至图6示出了本实用新型基于ARM处理器的三相电能计量电路，该三相电能计量电路包括用于采集待测三相交流电电流信息的三相电流采样电路、用于采集待测三相交流电电压信息的三相电压采样电路、具有电能参数校准功能的电能计量芯片、用于控制三相电能计量电路工作的ARM处理器、用于显示所述待测三相交流电电能参数的液晶显示单元、用于实现三相电能计量电路与外部工控设备通信的CAN总线通信模块和用于实现三相电能计量电路与上位机通信的串口通信电路。其中，电能计量芯片选用ADI公司生产的ADE7758芯片，ARM处理器选用STM32F103VBT6处理器。