Hoogpresterende digitale stroommeter: Anti-interferentieoplossing voor 3-fase systeemonderhoud

I. Overzicht​

Deze oplossing maakt gebruik van een high-performance hoofdcontrolechip en een multi-module samenwerkingsarchitectuur om de nauwkeurige verwerking, weergave en afstandsverzending van driefase netwerkparameters te realiseren, waarmee de eisen voor real-time monitoring van elektriciteitsystemen worden voldaan. Terwijl de meetnauwkeurigheid wordt gewaarborgd, lost deze digitale stroommeter effectief interferentieproblemen op door meerdere technologische innovaties en optimaliseert de productiekosten.

​II. Algemene Meterstructuur en -functie​

​Systeemarchitectuur​

Een architectuurnodel van "hoofdcontrolechip als kern, multi-module samenwerking" wordt toegepast om geïntegreerde functies van data-verzameling, -verwerking, -weergave en -overdracht te realiseren.

​Kernmodulefuncties​

1. ​Hoofdcontrolechipmodule​
• Kernapparaat: MSP430F5438A chip
• Geïntegreerde functies: AD conversiecircuit, hoogfrequent kristaloscillatoren circuit, laagfrequent kristaloscillatoren circuit
• Primaire verantwoordelijkheden: Controle van systeemmodules en verwerking van datasignalen
• Speciale ontwerp: Het laagfrequente kristaloscillatorcircuit heeft ingebouwde compensatiecondensatoren; de primaire frequentie-ingang is uitsluitend verbonden met een 32768Hz laagfrequente kristal.
2. ​Signaalverzamelcircuitmodule​
• Spanningsverzameling: Driefase netwerkspanningsverdelingscircuit
• Stroomverzameling: Driefase stroomtransformatoren
• Signaalvoorwaarde: Versterkercircuit (versterking en niveauconversie)
• Kanaalconfiguratie: Analog spanningsmonsters kanaal, analog stroommonsters kanaal
• Functie: Realiseert de nauwkeurige verzameling van driefase spanning- en stroomsignalen.
3. ​Auxiliare functiemodules​
• Real-time klok (RTC): Biedt een precieze tijdbasis, zodat de nauwkeurigheid van de datatumstempel wordt gewaarborgd.
• Interne informatieopslag: Slaat meterbedrijfsparameters en verzamelde gegevens op, ondersteunt inhoudsmodificatie.
• Weergavecontrolemodule: Toont netwerkparameters, uitgerust met anti-interferentiebescherming.
• Communicatieinterface: RS485 interface, ondersteunt aansluiting op afstandsmonitoringcomputers voor real-time dataverzending.
• Voedingssysteemmodule: Meervoudige voedingsoutput
• 5V Output: Voor signaalverzamelcircuitmodule.
• 3.3V Output: Voor hoofdcontrolechip, RTC, geheugen, weergavecontrolemodule.
• Gescheiden 5V Output: Voor communicatieinterface.

​III. Kern Technische Verbeteringen en Voordelen​

1. ​Oplossing voor Neutrale Lijn Interferentie​
• ​Traditionele Problemen​
• Neutrale lijn moest door 4 weerstanden met een totale weerstand van 1.496MΩ gaan.
• Neutrale lijn geleider gevoelig voor interferentie wanneer zwevend.
• Abnormale driefase spanning weergave wanneer er geen spanning wordt toegepast.
• Onstabiele gegevens, wat de precisie van het monteren en meten beïnvloedt.
• ​Verbeterd Ontwerp​
• De neutrale lijn van het analoge spanningsmonsters kanaal is direct verbonden met de systeemgrond.
• ​Technische Voordelen​
• Lost volledig neutrale lijn interferentieproblemen op.
• Verwijderd 4 neutrale lijn weerstanden, vereenvoudigt het circuitontwerp.
• Reduceert productiecomplexiteit en -kosten.
2. ​Anti-EFT Interferentie Ontwerp​
• ​Ontwerpoplossing​
• Een anti-EFT module wordt geplaatst tussen de weergavecontrolemodule en de hoofdcontrolechip.
• De module bestaat uit 4 condensatoren (C1-C4), die een-op-een overeenkomen met de communicatiesignaallijnen.
• Condensator Specificaties: C1, C3, C4 zijn 10000pF; C2 is 3300pF.
• Eén kant van de condensator is verbonden met de signaallijn, de andere kant is aangesloten op de grond.
• ​Technische Voordelen​
• Biedt effectieve bescherming voor elke communicatiesignaallijn.
• Slagt 4kV EFT immuniteit test.
• Heeft sterke anti-EFT capaciteit.
3. ​Anti-Electrostatische Ontlading en Klok Stabiliteit Optimalisatie​
• ​Kristaloscillator Configuratie​
• De primaire frequentie-ingang van de hoofdcontrolechip is uitsluitend verbonden met een 32768Hz laagfrequente kristal.
• Het interne laagfrequente oscillatorcircuit van de chip heeft ingebouwde compensatiecondensatoren.
• ​Drievoudige Voordelen​
• ESD Prestatie: Slagt 15kV lucht ontlading ESD test, werkt stabiel.
• Kloknauwkeurigheid: Genereert een secondenklok via frequentie deling, waarbij de ADC-monsters klopnauwkeurigheid wordt gewaarborgd.
• Circuit Vereenvoudiging: Verwijderd het externe AD conversiecircuit en 2 kristaloscillator compensatiecondensatoren.

​IV. Algemene Technische Effectiviteit​

• ​Functieverwezenlijking​
• Voltooit stabiel de verzameling en verwerking van driefase netwerkspanning- en stroomsignalen.
• Real-time gegevensweergave functie.
• Real-time gegevensupload naar monitoringcomputers via de RS485 interface.
• Voldoet aan de real-time monitoringbehoeften van de elektriciteitssector.
• ​Prestatieverbeteringen​
• Lost effectief drie kernproblemen op: neutrale lijn interferentie, elektrostatische interferentie en EFT interferentie.
• Verbeterd aanzienlijk de precisie van de gegevensverzameling en -meting.
• Verhoogt sterk de operationele stabiliteit van de apparatuur.
• ​Kostenoptimalisatie​
• Verwijderd meerdere weerstanden, condensatoren en het externe AD conversiecircuit.
• Vereenvoudigt de productieproces, reduceert de productiecomplexiteit.
• Reduceert de productiekosten, heeft hoge ingenieurs toepassingswaarde.

​V. Toepassingswaarde​

Deze digitale stroommeteroplossing, door innovatief circuitontwerp en anti-interferentietechnologie, realiseert high-performance, high-reliability elektriciteitsparameter monitoring. Tegelijkertijd optimaliseert het de productkostenstructuur, biedt een concurrerende technische product voor de elektriciteitssectormonitoring, geschikt voor diverse industriële elektriciteitsmonitoring scenario's.