MSP430在电力测控保护产品中的应用

2019-08-02 15:45发布

 MSP430F149(以下简称“F149”)是德州仪器(TI)公司推出超低功耗Flash型16位RISC指令集单片机。F149有丰富的内部硬件资源,是一款性价比极高的工业级芯片。在应用中,F149不需做过多的扩展,适合要求快速处理的实时系统,故可在电力系统微机测量和保护方面得以应用。详细的F149资料可参阅有关文献,本文主要对电力系统中基本参数测量的实现方法和开发中一些应注意的问题进行论述。
  1 F149外围模拟信号调理
  在电力系统微机测量中,通常将一次额定电流和电压通过电流互感器(TA)、电压互感器(TV)分别转换为0~5A的电流信号和0~100V的电压信号,该信号再经一级互感器转换为数百mV~几V的电压信号,具体输出电压的幅值,可根据实际电路的情况来定制。
  F149内置的模数转换器(ADC)的单极性ADC,其输入范围0~2.5V。对于双极性的输入信号,必须转换为单极性输入信号,即对信号进行直流偏置。实现直流偏置可采用电阻分矿井或运放升压的方式。电阻分压方式的电路形式如图1所示,这种电路实际上采用的是单电源供电,可双极性输入的ADC芯片内部结构,+2.5V的基准可由F149提供。运放升压的方式是利用运放的特性将零点进行偏置,如图2所示,输入与输出的关系有:V0=1.25V-Vi。可见,输入与输出在相位上是反相的,在使用多级运放对信号进行放大或缩小处理时,应保证各路输出信号相位的一致。当然,相位的处理也可通过软件的数据处理来实现。

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8条回答
1988020566
2019-08-02 17:59
 2 F149内置ADC采样时序控制
  内置ADC工作于序列通道单次转换模式,通过控制采样/转换位ADC12SC来触发ADC。ADC12SC可由一定时器来置位,该定时器的定时时间根据当前工频的实际周期和每周期的采样点来确定,使得采样时间间隔能跟踪工频的变化,减小了测量的非同步误差。
  当ADC数据转换完成时,ADC12SC自动复位,同时会产生一个中断,对各通道的当前读数据读取,并可对数据缓冲区进行数据更新。
  3 交流采样算法
  交流采样算法有多种选择,考虑F149的运算速度和采样速度,在每周期采样24点或36点和不需做谐波分析的情况下,在测量范围内计算,推荐使用真有效值算法,这样方法具有高的严谨和相对较小的运算量。在保护范围内计算,此时精度要求不高,而对实时性要求高,要使用基于正弦波模型的半周期积分法进行计算,这种方法仅须半个周期的数据窗,计算量小。半周期积分法的精度与采样点数和计算的首点有关,当计算首点最接近其有效值时,误差最小。以下给出两种方法离散化后的计算公式。

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