Pangunahing Digital na Power Meter: Solusyon sa Anti-Interference para sa Pagsusuri ng 3-Phase System

I. Buod​

Ang solusyon na ito ay gumagamit ng mataas na kapabilidad na pangunahing kontrol chip at multi-modulo na kasunduan upang makamit ang tumpak na pagkuha, pagproseso, pagpapakita, at malayong pagpapadala ng mga parametro ng tatlong-phase power grid, na sumasaklaw sa real-time monitoring na pangangailangan ng mga sistema ng kuryente. Habang sinisigurado ang katumpakan ng pagsukat, ang digital na meter na ito ay epektibong tumutugon sa mga isyu ng interference sa pamamagitan ng maraming teknolohikal na pagbabago at nag-o-optimize rin ng mga cost ng produksyon.

​II. Kabuuang Struktura at Pungsiyon ng Meter​

​Arkitektura ng Sistema​

Nag-aangkin ng modelo ng arkitektura na "pangunahing kontrol chip bilang core, multi-modulo na kasunduan" upang maisakatuparan ang integrated na pungsiyon ng pagkuha, pagproseso, pagpapakita, at pagpapadala ng data.

​Pungsiyon ng Core Module​

1. ​Main Control Chip Module​
• Core Device: MSP430F5438A chip
• Integrated Functions: AD conversion circuit, high-frequency crystal oscillator circuit, low-frequency crystal oscillator circuit
• Main Responsibilities: Controlling system modules and processing data signals
• Special Design: The low-frequency crystal oscillator circuit has built-in compensation capacitors; the main frequency input is solely connected to a 32768Hz low-frequency crystal.
2. ​Signal Acquisition Circuit Module​
• Voltage Acquisition: Tatlong-phase grid voltage attenuation voltage divider circuit
• Current Acquisition: Tatlong-phase current transformers
• Signal Conditioning: Operational amplifier circuit (amplification and level conversion)
• Channel Configuration: Voltage analog sampling channels, current analog sampling channels
• Function: Nakakamit ang tumpak na pagkuha ng tatlong-phase voltage at current signals.
3. ​Auxiliary Function Modules​
• Real-Time Clock (RTC): Nagbibigay ng tumpak na time base, sinisiguro ang katumpakan ng timestamp ng data.
• Internal Information Memory: Nagsasave ng mga parameter ng operasyon ng meter at nakuha na data, sumusuporta sa pagbago ng nilalaman.
• Display Control Module: Pinapakita ang mga parameter ng power grid, equipped with anti-interference protection.
• Communication Interface: RS485 interface, sumusuporta sa koneksyon sa remote monitoring computers para sa real-time data upload.
• Power Supply Module: Multi-level power output
• 5V Output: Para sa signal acquisition circuit module.
• 3.3V Output: Para sa main control chip, RTC, memory, display control module.
• Isolated 5V Output: Para sa communication interface.

​III. Pangunahing Teknikal na Pagbabago at Advantages​

1. ​Neutral Line Interference Solution​
• ​Traditional Issues​
• Kailangan ang neutral line na lumampas sa 4 resistors na may kabuuang resistance ng 1.496MΩ.
• Ang conductor ng neutral line ay madaling maapektuhan ng interference kapag floating.
• Abnormal na pagpapakita ng tatlong-phase voltage kapag walang voltage na inilapat.
• Hindi matatag ang data, nakakaapekto sa katumpakan ng pagkuha at pagsukat.
• ​Improved Design​
• Ang neutral line ng voltage analog sampling channel ay direktang konektado sa system ground.
• ​Technical Advantages​
• Completely resolves neutral line interference issues.
• Eliminates 4 neutral line resistors, simplifying circuit design.
• Reduces production difficulty and cost.
2. ​Anti-EFT Interference Design​
• ​Design Solution​
• Isinasara ang anti-EFT module sa pagitan ng display control module at main control chip.
• Ang module ay binubuo ng 4 capacitors (C1-C4), one-to-one correspondence sa mga communication signal lines.
• Capacitor Specifications: C1, C3, C4 are 10000pF; C2 is 3300pF.
• Ang isa na dulo ng capacitor ay konektado sa signal line, ang iba pa ay grounded.
• ​Technical Advantages​
• Nagbibigay ng epektibong proteksyon para sa bawat communication signal line.
• Nagdaan sa 4kV EFT immunity test.
• May malakas na anti-EFT capability.
3. ​Anti-Electrostatic Discharge and Clock Stability Optimization​
• ​Crystal Oscillator Configuration​
• Ang main frequency input ng main control chip ay solely connected sa 32768Hz low-frequency crystal.
• Ang internal low-frequency oscillator circuit ng chip ay may built-in compensation capacitors.
• ​Tatlong Advantages​
• ESD Performance: Nagdaan sa 15kV air discharge ESD test, operates stably.
• Clock Accuracy: Generates a seconds clock through frequency division, ensuring ADC sampling clock stability.
• Circuit Simplification: Eliminates the external AD conversion circuit and 2 crystal oscillator compensation capacitors.

​IV. Kabuuang Teknikal na Epektividad​

• ​Functional Realization​
• Stably completes the acquisition and processing of three-phase grid voltage and current signals.
• Real-time data display function.
• Real-time data upload to monitoring computers via the RS485 interface.
• Meets the real-time monitoring needs of the power sector.
• ​Performance Improvements​
• Effectively resolves three core issues: neutral line interference, electrostatic interference, and EFT interference.
• Significantly improves data acquisition and metering accuracy.
• Greatly enhances equipment operational stability.
• ​Cost Optimization​
• Eliminates multiple resistors, capacitors, and the external AD conversion circuit.
• Simplifies production process, reduces production difficulty.
• Reduces manufacturing costs, possessing high engineering application value.

​V. Application Value​

Ang solusyon ng digital power meter na ito, sa pamamagitan ng inobatibong disenyo ng circuit at teknolohiya ng anti-interference, ay nakakamit ang mataas na kapabilidad, mataas na reliabilidad na monitoring ng mga parameter ng kuryente. Samantalang, ito ay nagsasagawa ng pag-optimize sa cost structure ng produkto, nagbibigay ng competitive na teknikal na produkto para sa field ng monitoring ng sistema ng kuryente, na angkop para sa iba't ibang industriyal na scenario ng monitoring ng kuryente.