ADE7755芯片在电表计量中的应用优势

刘志华，杨国强

（国网冀北电力有限公司廊坊供电公司，河北 廊坊650000）

电子式电能表在工业生产以及日常生活中的应用已经普及，特别是在一户一表的电能计量工作制度下，需要在合理控制功耗水平的同时，提高电能计量装置的线性度水平、温度水平、过载水平，提高电能计量的精确度，降低计量误差。

ADE7755作为当前技术条件支持下新一代的电表专用芯片，在提高电表计量整体质量方面发挥着不容小觑的重要作用。结合大量ADE7755在电表计量中的应用经验来看，对ADE7755芯片的合理应用能够使电表计量装置更具准确度优势，且兼顾成本的低廉以及设计方案的简单特点。从这一角度来说，电力调度管理人员所获取的有关电能计量的数据也将更加准确。以上优势使得ADE7755在电表计量中所占有的发展空间更加显著。本文针对ADE7755在电表计量中所涉及到的相关问题进行探讨，具体分析如下。

1 ADE7755工作原理

ADE7755是一种能够提供高精度保障的电能测量集成电路，ADE7755所对应的技术指标远远高于现行IEC1036规范中对于电能测量集成电路的准确度要求。由于ADE7755仅在ADC电路以及基准源电路中应用模拟电路，其他信号位置（包括滤波位置以及相乘位置在内）均应用数字电路。基于这一特性，使得ADE7755除了能够满足电表精度方面的要求以外，更具有了在恶劣环境下稳定运行的优势。ADE7755工作原理示意图如图1所示。

图1 ADE7755工作原理示意图

结合图1来看，ADE7755参与电表计量的工作原理为：在ADE7755当中有两路16位∑－△ADC电路，该电路在正常运行状态下能够将电路传感器装置以及电压传感器装置所输出的电压信号转变成数字量模式。电流通道所配置的ADC电路前段设置可编程增益放大器装置，该放大器装置输出通过一个相位校正电路连接高通滤波器，实现对电流信号当中直流分量部分的过滤处理（在此过程当中，相位校正电路的主要价值在于对高通滤波器正常运行状态下所产生的相位超前部分进行消除），这一措施使ADE7755在电表计量中对于有功功率的计算精度得到提升。在此基础之上，高通滤波器装置输出的数字量与电压通道ADC电路在转换处理后的数字量进行相乘处理，再经过低通滤波器进行处理，实现对有功功率分量的合理提取。在此基础之上，低通滤波器所输出的数字量再经过数字频率转化器处理以后，生成对应的有功功率以及校准频率（如图1中，F1以及F2均为有功功率端，FC则为校准功率端），其中，有功功率端负责获取电表计量相关的数据，而校准功率端则负责实现对瞬时功率的灵活校准。在此基础之上，电源检测电路针对模拟电压取值进行动态监督控制，在检测到模拟电压取值低于4±0．005 V的情况下，ADE7755将执行复位操作，这一操作能够确保ADE7755相关器件在上电或掉电工况下均能够正常完成启动动作。

2 ADE7755性能优势

ADE7755是一款能够应用于单向配电系统中的高精度电能计量装置，属性为IC计量装置。在电力系统中引入ADE7755，能够提供建立在输电线电压计算以及电流计算基础之上的有功功率，同时有功功率数据的计量可以进一步细化为瞬时值、平均值这两个方面。从结构组成的角度上来说，在ADE7755当中，ADC电路以及参考电压电路均表现为模拟形态，其他各种信号处理与运算均在数字域范围内实现。因此，ADE7755最大的优势在于：能够根据环境的不同，在时间变化的背景之下，最大限度地提供电能计量精度以及稳定性方面的保障。更加关键一点在于：ADE7755在进行电能计量中所对应的电流通道能够提供基于高增益的工作模式，由此可以在不造成动态范围损失的前提下，实现与低阻值分流电阻器的高效连接。除此以外，两个通道之间的增益校准并不在ADE7755器件范围内开展，由此能够避免对ADE7755正常计量工作产生不良影响。最后，从结构封装的角度上来说，ADE7755封装模式为SSOP，对于ADE7755常见的负载条件而言，本模式下均能够提供建立在低频以及高频基础之上的同步输出，这一点对于提高ADE7755电能计量精确度意义重大。

3 ADE7755在电能计量中的应用

在通过电路连接方式将ADE7755应用于电能计量的过程中，可以应用精密电阻网络，对相电压进行分压处理，从而获取电力系统实时运行状态下所对应的采样电压信号。同时，以锰铜片为主要材料的分流器装置能够同步针对负载电流进行取样，获取对应的采样电流信号。在这种电路连接方案下，若出现负载持续性过高的问题，则会导致锰铜片整体功耗水平明显增大，分流器装置可能出现表面发热的问题。但对于常见的民用仪表工作领域而言，此种连接方式适用性强，且成本低廉，具有推广应用的价值。

在这种电路连接方案下，用户与脉冲输出下的电能计量芯片ADE7755之间保持一一对应关系，采用单片机对各用户正常用电行为下所产生的电能脉冲信号进行循环采集，在电表智能化处理模块操作下，对不同用户的电能使用情况进行累计汇总处理。

需要特别注意的一点是：电子式电表对电能进行计量的过程会受到温度或者增益系数取值的影响。因此，在不同的温度以及增益系数取值条件下，电子式电表所计量电能数据会出现一定的误差。但通过对ADE7755的合理应用，使得这一误差能够得到有效的消除，最终实现对电表计量精度的可靠保障。

4 结束语

对于电子式电能表而言，其实现高精度、高稳定性电能计量的核心在于所配置计量芯片的综合性能水平。在灵活选择适宜电能计量芯片的基础之上，通过配以外围器件，能够使整个电子式电能表的计量功能得到准确的实现。ADE7755芯片的设计建立在模拟乘法器以及频率变化的基础之上，是当前技术条件支持下最具代表性的电能计量表芯片。

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