专用芯片ATT7022C的电参数测量模块设计
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3 硬件设计
3．1 模块外围电路设计
ATT7022C外围电路如图3所示。在设计时，为使电源的纹波和噪声减小到最低，要在芯片的各个电源引脚使用10μF和0．1μF电容进行去耦。在图3中，V1P／V1N、V3P／V3N、V5P／V5N分别是A、B、C三相的电流采集通道；V2P／V2N、V4P／V4N、V6P／V6N分别是A、B、C三相的电压采集通道。电路连接时，把ATT7022C的SP1口、SIG、CS、RESET分别与LPC2138的SPI口、P0．28、P0．29、P0．30相连进行通信。SIG为握手信号，控制器通过该引脚监测芯片的运行状况。SEL为三相电接线方式选择引脚。电能芯片内部有300 kΩ上拉电阻，当该引脚悬空时为三相四线接线方式，当该引脚接地时为三相三线的接线方式。在硬件电路连接时必须要注意的是，电能计量芯片与LPC2138的电源要共地，否则控制器读写芯片将会出错。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/194692.htm
3．2 信号采集模块
电压、电流采集采用双端差分信号输入的方式采集数据。正常工作时最大输入电压为±1．5 V．2个引脚内部都有ESD保护电路，最大承受电压为±6V。
电压信号的采集可选择分压方式或互感器方式。本系统为了能得到较稳定的信号，决定采用互感器来采集信号。这样不仅起到了电气隔离的作用。还可防止电流过大烧毁芯片。由于电能计量芯片的电压通道在互感器的次级电压为0．5 V时有较好的精确度和线性度，所以在设计时，选择LCTV3JCF-220V／0．5V规格的电压互感器作为电压信号的采集端。电压采集电路如图4(a)所示。电路中的1．2 kΩ电阻和0．01μF电容构成了抗混叠滤波器。REFO信号连接电能计量芯片输出的2．4 V参考电压，这个电压起到直流偏置的作用。
电流信号的采集是通过把电流互感器输出的电流信号并接一个适当的电阻，采集电阻两端电压的方式来间接测量电流值。电流通道在采集电压为0．1 V时芯片有较好的精确度和线性度，因此在设计时选用HTTA-5 A／5 mA规格的电流互感器。在输入额定电流的情况下，输出的电流信号并接20 Ω的电阻可以得到0．1 V的电压信号。值得注意的是，电流互感器的选择应根据实际应用时初级电路中电流大小的范围而选择，电阻也要相应地变化，保证输入的信号在0．1 V左右。电流采集电路如图4(b)所示。
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