单相计量芯片在三相电能表中的应用
1．概述
本文主要阐述用RN8207单相计量芯片完成三相锰铜表的应用设计说明。要点是三相电能的计算，以及电压夹角的计算，较表思路等。
三相四线直接接入式多费率电能表原理框图
2. 单相计量芯片RN8207概述
有功电能误差在8000:1动态范围内
总的来说动态范围宽，温漂还可以。这样我们就可以做宽量程的电表，目前我设计的方案是5-120安培的直通表。通信接口是UART, 固定死的波特率4800，这点比较。。。低成本吧，随让人家是低成本方案呢。
RN8209 内置 1.25V ±1% 基准电压，设计量程是要考虑不要超范围，基本上采样电压的峰值不要超过1.0V, 具体情况可问技术支持。
3. 设计要点
三相电能的采集：
有人会提出疑问了电能是动态变化的，如何才能做到同步采样保证精度啊，
有人说，采集平均功率，对功率积分。可以是可以，但你又能采集多快，当能量波动时如何确保精度和电能的准确。还好RN8209有个亮点可以冻结电能。
但是这个文档的间隔时间是错的，具体的问技术支持，我就是他们的白老鼠，唉坑爹啊，因为这个时间我的精度修下来后还有2%最后做了固定偏置，最后他们告诉我这个时间不对，不对。。。好吧话题先压住，将能量读出后对时间求平均然后对时间积分，当然我们这个能量累计的都是滞后0.5S 的。
如何出脉冲，将芯片的高频脉冲常数设为1或者2，这样相当于把能量寄存器的值放大，在换算真实的脉冲常数，再将累计能量和这个常数作比较。
电压夹角：RN8209还有个亮点，通过广播命令可以对过零点时间做计量。
通过相序和时间差算出夹角。
4较表
三相表一般用功率较表法：
功率校表法步骤及算法
1. 确定基本参数：合适的 hfconst 值，校表参数清为默认值
HFconst 确认公式：
HFconst = INT[(14.8528*Vu*Vi*10^11 ) / (Un*Ib*Ec)]
Vu ：电压采样信号，220V 分压后得到，一般选择为 0.1~0.22v 左右；
Vi ：电流采样值，需要乘以增益倍数，如 5A*350 微欧/10^6*16=0.028v；
EC: 电表脉冲常数
Un ：额定电压 220V
Ib ：额定电流 5A
2. 电压、电流、功率转换系数确定：
表台加 Un Ib 读出计量芯片电压有效值测量值 V 、电流有效值测量值 I ，计算: Kv=Un/V ; 电压转换系数，该系数与寄存器测量值相乘即得到输入的电压 (v) Ki=Ib/I ; 电流转换系数，该系数与寄存器测量值相乘即得到输入的电流(A)
Kp= 3.22155*10^12/(2^32*HFConst*EC) ； EC 脉冲常数
; 功率转换系数，该系数与寄存器测量值相乘即得到输入的功率(w)
3. 增益和相位单点校正：
台体加 UN 、IB 、0.5L ，读出电压（U 测）、电流（I 测）、有功功率寄存器值（P 测），根 据视在功率偏差进行增益校正；根据有功功率偏差及计算出的增益校正值进行相位校正． 增益校正公式：
PGAIN=－ERR/（1+ERR）
如果 PGAIN>0，校正值是 PGAIN*2^15;
如果 PGAIN
ERR 计算公式：
ERR=（S 测量-S 标准）/S 标准
S 测量： = U 测*I 测=(Ureg/2^23)*(Ireg/2^23)
S 标准： =U 标准*I 标准*1/Kp/2^31 （电压 0.001V 电流 0.0001A ） Ureg ： 电压有效值寄存器值
Ireg ： 电流有效值寄存器值
U 标准： 标准表显示电压有效值 单位 V 3 位小数
I 标准： 标准表显示电流有效值 单位 A 4 位小数
相位校正公式：
θ= [ArcSin (-ERR/1.732)*(180/3.14159)]/0.02
θ>0，校正值是将θ取整;
θ
ERR 计算公式：
ERR=［P 测＊（１＋Pgain 归一化）-P 标准］ / P 标准
P 标准= P0*1/Kp
P 测量:与电压、电流 一同读出来的有功功率寄存器值
P0：标准表显示功率值 单位 w 4 位小数位 0.0001w
Pgain 归一化: 增益校正后的有功增益寄存器的归一化值，公式：
Pgain 归一化:＝Pgain ／２^15 ；Pgain 寄存器最高位＝０
Pgain 归一化:＝(Pgain－２^１６) ／２^15 ；Pgain 寄存器最高位＝1
若提高相位校正的准确度（1bit 对应 0.01 度）：则公式：
θ= [ArcSin (-ERR/1.732)*(180/3.14159)]/0.01
如果θ>0，校正值是将θ取整;
如果θ
将最低位写入 Phsx0（EMUCON2 的 Bit8/bit9）, 高 8 位写入 PHSx
4. 有功偏置 Offset 的校正方法：
5%Ib 点的功率值做为校正依据：
1）表台加 5%Ib 电流 Un ，读出计量芯片的功率寄存器值，求至少 20 次平均得 P ，与 标准表的功率值 P0，计算功率 offset 值APOSA= [P0*（1/Kp）- P]/（1+GPQA）
P ： 芯片寄存器测量值平均值
P0： 标准表显示功率
Kp ： 功率转换系数
GPQA ：功率增益归一化值
结果>0, 直接写入 APOSA 寄存器
结果
B 通道有功校正和 A 通道类似。
在做功率法校表时，可以读取多点的有效值、功率做平均，以提高校正精度。 无功校正，技术支持会提供一个固定偏差。
校准相位时要注意弧度和角度，电能计算器算出的是角度，C 库是弧度。 以上内容皆是我抛出的板砖，希望大家共同学习进步。
电表精度检测：
单相计量芯片在三相电能表中的应用
1．概述
本文主要阐述用RN8207单相计量芯片完成三相锰铜表的应用设计说明。要点是三相电能的计算，以及电压夹角的计算，较表思路等。
三相四线直接接入式多费率电能表原理框图
2. 单相计量芯片RN8207概述
有功电能误差在8000:1动态范围内
总的来说动态范围宽，温漂还可以。这样我们就可以做宽量程的电表，目前我设计的方案是5-120安培的直通表。通信接口是UART, 固定死的波特率4800，这点比较。。。低成本吧，随让人家是低成本方案呢。
RN8209 内置 1.25V ±1% 基准电压，设计量程是要考虑不要超范围，基本上采样电压的峰值不要超过1.0V, 具体情况可问技术支持。
3. 设计要点
三相电能的采集：
有人会提出疑问了电能是动态变化的，如何才能做到同步采样保证精度啊，
有人说，采集平均功率，对功率积分。可以是可以，但你又能采集多快，当能量波动时如何确保精度和电能的准确。还好RN8209有个亮点可以冻结电能。
但是这个文档的间隔时间是错的，具体的问技术支持，我就是他们的白老鼠，唉坑爹啊，因为这个时间我的精度修下来后还有2%最后做了固定偏置，最后他们告诉我这个时间不对，不对。。。好吧话题先压住，将能量读出后对时间求平均然后对时间积分，当然我们这个能量累计的都是滞后0.5S 的。
如何出脉冲，将芯片的高频脉冲常数设为1或者2，这样相当于把能量寄存器的值放大，在换算真实的脉冲常数，再将累计能量和这个常数作比较。
电压夹角：RN8209还有个亮点，通过广播命令可以对过零点时间做计量。
通过相序和时间差算出夹角。
4较表
三相表一般用功率较表法：
功率校表法步骤及算法
1. 确定基本参数：合适的 hfconst 值，校表参数清为默认值
HFconst 确认公式：
HFconst = INT[(14.8528*Vu*Vi*10^11 ) / (Un*Ib*Ec)]
Vu ：电压采样信号，220V 分压后得到，一般选择为 0.1~0.22v 左右；
Vi ：电流采样值，需要乘以增益倍数，如 5A*350 微欧/10^6*16=0.028v；
EC: 电表脉冲常数
Un ：额定电压 220V
Ib ：额定电流 5A
2. 电压、电流、功率转换系数确定：
表台加 Un Ib 读出计量芯片电压有效值测量值 V 、电流有效值测量值 I ，计算: Kv=Un/V ; 电压转换系数，该系数与寄存器测量值相乘即得到输入的电压 (v) Ki=Ib/I ; 电流转换系数，该系数与寄存器测量值相乘即得到输入的电流(A)
Kp= 3.22155*10^12/(2^32*HFConst*EC) ； EC 脉冲常数
; 功率转换系数，该系数与寄存器测量值相乘即得到输入的功率(w)
3. 增益和相位单点校正：
台体加 UN 、IB 、0.5L ，读出电压（U 测）、电流（I 测）、有功功率寄存器值（P 测），根 据视在功率偏差进行增益校正；根据有功功率偏差及计算出的增益校正值进行相位校正． 增益校正公式：
PGAIN=－ERR/（1+ERR）
如果 PGAIN>0，校正值是 PGAIN*2^15;
如果 PGAIN
ERR 计算公式：
ERR=（S 测量-S 标准）/S 标准
S 测量： = U 测*I 测=(Ureg/2^23)*(Ireg/2^23)
S 标准： =U 标准*I 标准*1/Kp/2^31 （电压 0.001V 电流 0.0001A ） Ureg ： 电压有效值寄存器值
Ireg ： 电流有效值寄存器值
U 标准： 标准表显示电压有效值 单位 V 3 位小数
I 标准： 标准表显示电流有效值 单位 A 4 位小数
相位校正公式：
θ= [ArcSin (-ERR/1.732)*(180/3.14159)]/0.02
θ>0，校正值是将θ取整;
θ
ERR 计算公式：
ERR=［P 测＊（１＋Pgain 归一化）-P 标准］ / P 标准
P 标准= P0*1/Kp
P 测量:与电压、电流 一同读出来的有功功率寄存器值
P0：标准表显示功率值 单位 w 4 位小数位 0.0001w
Pgain 归一化: 增益校正后的有功增益寄存器的归一化值，公式：
Pgain 归一化:＝Pgain ／２^15 ；Pgain 寄存器最高位＝０
Pgain 归一化:＝(Pgain－２^１６) ／２^15 ；Pgain 寄存器最高位＝1
若提高相位校正的准确度（1bit 对应 0.01 度）：则公式：
θ= [ArcSin (-ERR/1.732)*(180/3.14159)]/0.01
如果θ>0，校正值是将θ取整;
如果θ
将最低位写入 Phsx0（EMUCON2 的 Bit8/bit9）, 高 8 位写入 PHSx
4. 有功偏置 Offset 的校正方法：
5%Ib 点的功率值做为校正依据：
1）表台加 5%Ib 电流 Un ，读出计量芯片的功率寄存器值，求至少 20 次平均得 P ，与 标准表的功率值 P0，计算功率 offset 值APOSA= [P0*（1/Kp）- P]/（1+GPQA）
P ： 芯片寄存器测量值平均值
P0： 标准表显示功率
Kp ： 功率转换系数
GPQA ：功率增益归一化值
结果>0, 直接写入 APOSA 寄存器
结果
B 通道有功校正和 A 通道类似。
在做功率法校表时，可以读取多点的有效值、功率做平均，以提高校正精度。 无功校正，技术支持会提供一个固定偏差。
校准相位时要注意弧度和角度，电能计算器算出的是角度，C 库是弧度。 以上内容皆是我抛出的板砖，希望大家共同学习进步。
电表精度检测：