内容发布更新时间 : 2024/5/29 3:47:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于TMS320LF2407A的电能质量检测电路设计

电能质量(Power Quality)，从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。随着电力、电子技术的迅速发展，特别是电炉炼钢、多项可控硅整流、电机变频调速以及洗衣机、空调等家电设备的广泛应用，电网质量问题正变得日益严峻，严重威胁着电力设备的正常使用，及时准确的获得电能质量参数，对工业发展具有重要的指导意义。

本系统采用TMS320LF2407A为控制核心，同时还扩展了接口电路----键盘和LCD显示电路。霍尔电压、电流互感器对电力系统进行实时数据的采集，将采集到的电压、电流瞬时值通过数据处理计算出电能质量的相关参数。通过SCI接口将采集的数据传送到PC机进行误差分析。硬件系统框图如下图所示。

PC机电压电流互感器II/V变换U信号偏置过零比较DSP2407信号采集模块1602显示按键

电压、电流测量电路

本系统采集的电信号主要是交流电流、电压，从采样精度、速度及经济成本等多个方面权衡，选择合适的采样方式和采样频率，并注意强弱电的隔离和电磁干扰，从而确定最终的软硬件设计和元器件的选择。根据采样定理，为了使采样的信号f*(t)能反映被采集的模拟信号f(t)，采样频率必须满足采样定理，即采样频率必须大于模拟量所含最高次有效谐波频率fmax的两倍。实际采样时一般使fs =（3～4）fmax，以保证采样信号能够准确地代表被采样的模拟信号。本系统设计时每周期定为128点，即采样频率为6.4KHz左右。

脉冲电路

脉冲产生电路通过TI公司生产的LM393双路比较器芯片来实现，其原理电路如下图所示。

信号调理电路PCB板的制作

系统软件设计

软件设计作为本系统的核心，在完成了硬件部分的设计后就显得尤为重要。软件的优劣不仅关系到电路基本功能的实现和系统的稳定性，而且还会对最终的测量精度产生较大的影响。因此，它成为本设计的重点。

本系统的主要任务是实现电能信号的实时采集和数据的处理，软件功能主要由以下几部分组成：

电能参数的实时测量：对输入的模拟信号进行AD转换。

电能参数的数据分析：离散的电压、电流的有效值，电能的有功功率、无功功率和功率因数等。

通讯功能：与PC机进行数据通讯。

人机交互：处理用户通过按键输入的信息，通过液晶显示屏显示电能质量参数。

开始系统初始化显示界面打开定时器，启动A/D转换继续采样按键功能处理采样是否完成？关定时器YN采样数据处理，计算各个电能参数电压电流有功功率无功功率功率因素N是否有键按下？Y液晶显示

main( ) {

SystemInit( ); //系统初始化

MCRC=MCRC & 0xFF00; //IOPE0-7设为IO端口模式 PEDATDIR=0xFF00; //所有LED=0,

MCRA=MCRA & 0x00C7; //IOPB0-7设为IO端口模式,IOPA3-5为IO模式 PADATDIR=0xFFC0;

PBDATDIR = PBDATDIR & 0x00FF; asm(\

Timer1Init( ); //定时器初始化

SCI_Init( ); //SCI串口初始化 LcdInit( ); //液晶初始化 WriteMenu(MenuTab); //开机界面 While(1) {

ScanKey( ); //键盘扫描

} }

中断服务模块