毕业设计（论文）PPT答辩-单相液晶双向电能表的设计.ppt

单相液晶双向电能表的设计 选题的目的和意义 各种家用太阳能供电系统，家用风力供电系统等家用洁净能源在许多国家已经出现 ，这些分布式的小规模供电系统不仅可以解决居民的能源问题而且可以把富余的电能反馈到电网，以实现以电偿电，从而减轻供电系统的负担，减少不可再生资源的消耗。 许多国家规定用户自己的发电系统产生并入电网的电能可以等价换取等量电网的电能。虽然在我们国家还没有开始实施，但这是一种发展方向。 为了满足这种应用需要，必须设计一种可以计量用户消耗电能（即正向电能）又可以计量用户反馈到电网的电能（即反向电能）的电能表，即双向电能表。 设计功能要求 该交流电能表能实现对单相交流电能的测量； 电表参数：额定电压220V,额定电流10A,最大电流20A，最大计度容量：99999.99KW·h； 能测量并显示当前的电压和电流的有效值； 停电不丢失电能数据； 能双向测量电能，并能同时显示消耗的电能和反馈的电能； 正向、负向电量脉冲输出； 显示当前日期和时间，能调节时间 具备485通讯功能，便于远程传输电能表数据； 系统硬件框图 电能测量芯片CS5460A 两个24位ΔΣ模-数转换器（ADC） 根据电网上电流与电压相位夹角变化，实时判断一个系统功率方向并具有功率方向输出指示； 具有AC或DC系统校准功能； 能够测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电能、电压有效值和电流有效值 具有简单的三线数字串行接口,可以方便地进行读写； 电能数据线性度：在1000 ：1 动态范围内线性度为 ±0.1%； 内带电源监视器,功率消耗12mW； 电压信号调理 考虑裕量测量250V交流电压，电压互感器分压比为44，再经过分压比为38的电阻分压得到149.52mv电压信号CS5460A加在VIN+、VIN-测量 最大交流电压176mv。 电流信号调理 考虑裕量测量20A交流电压，电流互感器变比为2000，在二次侧并接200Ω电阻，对应的交流电压为2V，再经过分压比为14的电阻分压得到142.86mv电压信号CS5460A加在IIN+、IIN-测量 最大交流电压176mv。 其它外围电路 包括电源模块，MCU模块，DS1302模块，EEPROM模块，LCD显示模块，485通讯模块，键盘及LED指示模块。这些电路都是电能测量的辅助电路。 误差测试 由于没有标准电能表，所以对电能表LED脉冲进行精确度估算 ，由于设置的LED脉冲速率4800imp/KW·h=0.0020833KW·h,电能表上电加负载，测初始电能和闪烁11次后的电能差并计算电能误差。 正向电能测试： 2.负向电能测试 时间调整 RS485远程通讯 * * 学生： 指导老师： 班级：07电气一班 电压信号 电压互感器 电阻分压 电流信号 电流互感器 电阻分压 电能计 量芯片CS5460A DS1302 MSP430F2274 KEY LCD12864 485 通讯 EEPROM LED 脉冲指示 读EEPROM电能数据 LCD显示初始界面 读电能表各项数据并进行处理 读RTC时间 LCD显示时间及各项 电能数据 将电能数据存储到EEPROM 扫描按键 设置时间 中断标志 是否清0 电能数据 N 0 清0电能数据 Y MCU、硬件初始化 采样时间标志置位 RS485远程传输电能数据 1 键盘扫描设置时间 年月日时间 电压有效值 电流有效值 正向电能 负向电能 双18V交流 变压器 485通讯信号输出 直流稳压电源 电压互感器 电流互感器 电阻分压电路 CS5460A芯片 EEPROM 485芯片 MCU DS1302芯片 JTAG下载电路 键盘 正向，负向电能指示灯信号输出 LCD12864接口 0.274% 0.002089 1.530295 1.528196 0.0870% 0.671 229.8 230V 0.178% 0.002087 1.518597 1.516510 0.0889% 0.690 224.8 225V 0.350% 0.002076 1.501815 1.499739 0.0909% 0.701 219.8 220V 0.350% 0.002076 1．491796 1.489720 0.0465% 0.721 214.9 215V 0.274% 0.002089 1．485734 1.483645 0.0476% 0.731 209.9 210V 电能 误差 消耗电能（KW·h） 闪烁11次之后电能（KW·h） 初始电能 （KW·h） 电压 误差 I（A） U（V） 测试 电压(V) 0.514% 0.002094 0.064253 0.062159 0.0435% 0.651 229.9 230V 0.370% 0.002091 0.054