恒芯微HCT5821三锰铜三相表设计说明

时间： 2023-12-28 来源：恒芯微

技术问答

三锰铜三相表相比传统CT三相表的优势：

Ø 抗干扰性

在外界因人为或其他因素导致的强磁场干扰下，将对CT传感器产生明显的影响。锰铜传感器在强磁干扰方面具有天然的优势。

Ø 电流负载适应性

电网系统里的非线性负载日益增多，导致电流信号上的直流分量和偶次谐波分量越来越大。直流分量容易导致CT传感器磁饱和，影响计量精度。偶次谐波分量过大也会使得CT工作在非理想状态。锰铜传感器在此方面也具有天然的优势。

Ø 成本和体积

相比CT传感器，锰铜传感器在价格和体积上都有明显的优势。

Ø 综合成本

即使考虑三锰铜三相表所需的光耦隔离和RC供电成本，由于锰铜相比CT的成本优势，以及HCT5821芯片相比三相计量芯片的成本优势，三锰铜三相表的综合成本仍然更低。

由于上述优点，三锰铜三相表在海外市场已成为主流方案，包括德国、荷兰等高标准的欧洲市场。

概述

本设计采用3颗HCT5821芯片，实现三锰铜三相表功能。以三相四线为例，介绍该类三相表的硬件设计和计量部分软件设计，样表主要实现功能如下：

Ø 实现对HCT5821的通讯控制。

Ø 实现三相电压电流功率的采集及显示。

Ø 实现三相电能的计量及显示。

样表参数及使用说明

Ø 三相表有功脉冲常数：1200imp/kwh

Ø 三相表无功脉冲常数：1200imp/kwh

Ø 精度：有功误差0.1%，无功误差0.1%(满足一级表误差要求)

Ø 锰铜阻值：108uΩ

Ø Ib/Imax：5A/120A

Ø LCD显示：A相电压、A相电流、A相有功功率、A相无功功率，B相电压、B相电流、B相有功功率，B相无功功率，C相电压、C相电流、C相有功功率、C相无功功率及总功率轮显;

Ø 全波/基波切换：三相表上电后，默认计量全波，通过按键进行全波和基波切换。

Ø 脉冲选择：三相表有光脉冲和电脉冲可供选择使用，光脉冲使用发光二极管D6。

HCT5821芯片

HCT5821为UART接口的低功耗、高精度、高性能、高性价比单相交流计量芯片，可用于单相电能表、三相锰铜电能表、智能插座、电器监测、智能断路器、交流充电桩等应用领域：

Ø 内置两路带可编程增益放大器的高精度ADC

Ø 集成基波/全波的有功、无功、有效值计量算法

Ø 高计量精度

电流5000:1动态范围内，有功计量误差小于0.1%

电流5000:1动态范围内，无功计量误差小于0.1%

电流1000:1动态范围内，电流有效值误差小于0.1%

Ø 6.4k~12.8kHz数据率，可计量63~127次谐波。

Ø 集成过流、过压快速检测，10ms响应速度

Ø 高精度ADC基准电压: 10ppm/℃

Ø 精简系统外围阻容器件

Ø 低功耗设计，正常工作电流1.3mA左右

Ø 半双工通讯，支持波特率2400/4800/9600/19200bps

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