多回路智能检测仪.docx

目录
一、总体设计方案 2
1 、项目背景和目标 2
2、硬件模块化设计 2
二、计量单元 4
1、计量单元原理和技术要求 4
2、计量单元电路原理图 5
三、显示单元 5
1显示单元原理和技术要求 5
2、显示单元电路原理图 6
四、电源单元 7
1、电源单元原理和技术要求 7
2、电源单元电路原理图 7
五、电路设计注意事项 8
1、复位电路 8
2、采样电路 8
3、电源电路 8
4、液晶电路 8
5、晶振电路 9
六、技术关键点和设计总结 9
多回路智能电力监测仪硬件设计
一、总体设计方案
1 、项目背景和目标
基站作为移动通信网络最为关键的设备,其建设数量和建设规模也将迎来新高潮。随着基站规模的快速增长,移动通讯公司对基站能耗指标也变的越来越重视,基站需要进行节能减排首先需要对各个用电设备状态进行监控,由于基站特殊的用电环境,使用开环或闭环式互感器的多回路智能电力监测仪广泛使用于基站的电能分项监控和计量。
本项目力争打造一款在功能、性能和计量精度上都有明显优势的多回路导轨式监测仪表。
2、硬件模块化设计
整表采用三个独立的模块设计,通过简单可靠的接插件连接,生产安装方便。分别为电源单元、计量单元、显示单元。计量单元是采用飞思卡尔最新的处理器KM34Z128作为SOC的方案,使用3个独立的Σ-ΔADC采样电压信号,使用一个SAR ADC的12个通道分时采样电流信号。计量、管理、显示、通信为一体。计量采样模块由电压采样电路、电流采样电路等组成。其中,电压、电流采样利用高精密电阻分压、锰铜分流器将模拟信号转换为数字信号。通过专业计量算法对数值进行分析处理,具有电压、电流、功率、功率因素等测量功能,同时也能进行有功1级的电能量计量。电流采样的连接方式采用RJ11的连接接口,可以同时采样12路单相的电流,4路三相的电流通道。显示单元主要由液晶驱动芯片BU97950FUV组成,通过简单可靠的I2C的接口与MCU连接。电源单元采用宽范围40V-420V交直流供电的开关电源,给系统和RS485通信提供隔离的电源。图1为系统的逻辑框图,图2和图3为详细的硬件布局;
图 1
图 2
图 3
二、计量单元
1、计量单元原理和技术要求
逻辑单元采用飞思卡尔最新的处理器KM34Z128作为SOC的方案,该芯片的主要特点是硬件资源丰富,EMC性能好,芯片封装小,主要用于管理、通信、显示等功能。使用3个独立的Σ-ΔADC采样电压信号,使用一个SAR ADC的12个通道分时采样电流信号图2为逻辑框图,描述多路电压采样和电流采样的模式。电压、电流采样利用高精密电阻分压、锰铜分流器将模拟信号转换为数字信号。通过专业计量算法对数值进行分析处理,具有电压、电流、功率、功率因素等测量功能,同时也能进行有功1级的电能量计量。12路电流采样通道使用4个RJ11的接口,外置12个开口CT,通过体积为4P大小的的模具,实现3个三相四线
电能表的功能。具体的电路描述请见下面的逻辑单元原理图。
2、计量单元电路原理图
三、显示单元
1显示单元原理和技术要求
显示单元主要由液晶驱动芯片BU97950FUV组成,通过简单可靠的I2C的接口与MCU连接,连线简单可靠,同时可以防止干扰,在结构上也容易实现。
2、显示单元电路原