PDF《BL6522B 三相表应用笔记》

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0 2012/08/28 第一版 3PhasePowerMeter.

120816 Jenny Zhan

1 2014/02/17 第二版 3PhasePowerMeter.131022 Jenny Zhan

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1 - 目录更改记录

1 目录-1-1.简介 -

2 - 2.硬件设计 -

2 - 2.1 电源电路 -

3 - 2.2 计量电路 -

4 - 3.软件设计 -

5 - 3.1 SPI 通信 -

5 - 3.1.1 串行写入操作 -

5 - 3.1.2 串行读出操作 -

7 - 3.2 工作模式选择 -

9 - 3.2.1 正常模式 -

9 - 3.2.2 电流检测模式 -

9 - 3.2.3 待机模式 -

9 - 3.3 计量参数 -

9 - 3.3.1 特点 -

9 - 3.3.2 计算方法 -

10 - 3.4 电能计算 -

11 - 4.校准方法 -

12 - 4.1 有功 -

12 - 4.2 无功 -

13 - 4.3 视在功率 -

13 - -

2 - BL6522B 三相表应用笔记 1.简介 BL6522B 是一颗高精度三相多功能电子电能计量芯片,适用于三相三线和三相四线多 功能电能表应用,集成了六路高精度 Sigma-Delta ADC,参考电压电路等模拟电路模块,以 及处理功率,有效值,能量等电参数的数字信号处理电路.能够测量三相各相及合相的有功 功率及能量、无功功率、视在功率及能量及各相电流、功率因子、电压有效值等参数;

具有 失压及过压监测功能;

电流电压峰值检测;

过零检测;

能够充分满足三相多功能电能表的需 要. BL6522B 集成一个 SPI 接口, 方便与外部 MCU 之间进行计量参数以及校表参数的传递;

支持全数字域的输入增益调整,相位校准(± 2.5° 可调) ,各通道增益调整,有功/无功/视在 功率校准,有效值校准等;

可以直接以脉冲形式输出 CF_WATT,CF_VAR (也可以配置成 CF_VA)信号, 直接接到标准表进行有功及无功功率(或视在功率)误差校正;

内部采用数据流 计算方式处理各种信号,在外部干扰情况下,有很好的可靠性.内部电压监测电路可以保证 加电和断电时正常工作. 图1显示BL6522B的系统组成框图. 图1.BL6522B 系统框图 2.硬件设计 -

3 - 2.1 电源电路 图2是一种三相电源供电的设计图: 图2.三相电源供电图 电源电路的设计对电表的性能尤为重要,为了提高系统的抗干扰性、可靠性,分为二个 独立的电源,使RS485 通讯和 MCU 及其它的电源相互隔离,达到互不影响的目的,应注意 变压器参数的选择. 采用三个变压器, 保证在断相(还有一相供电)情况下电表还能正常工作, 为了保证良好 的电磁兼容性,请注意以下几点:

1、电源电压 VCC 与AVCC 应在 3.3V 的10%以内.

2、GND 与AGND 为数字与模拟电源的参考点,数字地和模拟地应在 PCB 板上大面积接 在一起,不要区分模拟地与数字地,更不要在二个地之间接电感、电阻等器件,大面积铺地 不要铺到整流元件之前.

3、去耦电阻 R2 与电容 C

53、C52 靠近 IC 模拟部分保证较好的滤波效果.

4、3 个变压器的放置位置需要尽量远离计量部分,以减少其对计量的影响. -

4 - 计量电路 图3.计量采样电路 说明:

1、 电压通道建议输入电压 200mV 左右,电压通道增益设置为

1 倍

2、 电流通道建议输入电压 50mV 左右,电流通道增益设置为

1 倍

3、 SPI 通讯连接线应可能短,并且周围用地线包起来,否则,SPI 传输信号线可能受到干 扰.可以在 SPI 信号线上串联电阻

10 欧姆在靠近 IC 输入端接一个耦合电容构成一个低 通滤波器,可以消除接收信号的高频干扰.

4、 为了在上电单片机复位后,BL6522B 能同步工作,需要在 BL6522B 的RESET 端口处接 一个 0.1uF 的电容,并且用 1K 电阻上拉到电源,以保证 BL6522B 的有效复位.

5、 电压采样采样电阻串分压时,各相电压采样分压电阻串的最后

1 个串接电阻需要放在靠 近电容侧.

6、 电源部分

3 个变压器的放置位置需要尽量远离计量部分,以减少其对计量的影响. -

5 - BL6522B芯片是一个数模混合的电路,要到达良好的计量效果,应用设计上要采取一定 的抗干扰措施:

1、BL6522B 上包含一块片上电源监视电路,能够连续检测模拟电源(AVDD) .如果电 源电压小于 2.5V±5%, 则BL6522B 不被激活 (不工作) , 也就是说当电源电压小于 2.5V 时, 不进行能量累加. 这种做法可以保证设备在电源上电掉电时保持正确的操作. 此电源监视电 路有滞后及滤波机制,能够在很大程度上消除由于噪声引起的错误触发.一般情况下,电源 供电的去耦部分应该保证在 AVDD 上的波纹不超过 3.3V?5%.单片机与计量芯片的 I/O 一 样也都有最低电压与最高压, 如果电压不够可能会产生读取数据错误与 IC 的损坏. (用光藕 来隔离要求光藕的通讯速率要高,也可以采用电阻分压方式) .

2、SPI 通讯连接线应可能短,并且周围用地线包起来,否则,SPI 传输信号线可能受到 干扰. 可以在 SPI 信号线上串联电阻

10 欧姆在靠近 IC 输入端接一个耦合电容构成一个低通 滤波器,可以消除接收信号的高频干扰.

3、为了在上电单片机复位后,BL6522B 能同步工作,需要在 BL6522B 的RESET 端口 处接一个 0.1uF 的电容,并且用 1K 电阻上拉到电源,以保证 BL6522B 的有效复位.

4、各相电压采样分压电阻串的最后

1 个串接电阻(R26R27R28)需要放在靠近电容侧. 3.软件设计 3.1 SPI 通信 BL6522B 的通信速率最高可达到 400K bps. SPI 接口通讯数据帧最后一个字节为校验数 据,校验方式是 8BIT 校验和取反,参与校验的数据包括寄存器地址(含读或写命令位)及 寄存器数据.写数据时计量芯片也要进行比较判断. 3.1.1 串行写入操作 SPI 写时序: -

6 - void Write_BL6522B(U8 Address, U32 dat, U8 CheckSum) //BL6522B 的SPI 写操作 { DI();

//关闭总中断 EnableCs();

//使能 SPI delay(50);

Address|= 0x80;

//写数据是地址的最高位为

1 SpiSend1Byte(Address);

//传送要写入项对应的 BL6522B 地址 SpiSend4Byte(dat);

//传送要写入的数据 SpiSend1Byte(CheckSum);

//传送要写入的数据的校验和,或在本函数前计算也可 DisableCs();

//关闭 SPI EI();

} void EnableCs(void) //使能 SPI { CS_Pin =1;

delay(50);

SCLK_Pin = 0;

delay(50);

CS_Pin = 0;

delay(50);

} void DisableCs(void) //关闭 SPI { CS_Pin=1;

} void SpiSend1Byte(U8 Data) //通过 SPI 通信口发送

1 个字节命令的子函数 { U8 i;

for(i=0;

i