ADE7763芯片数字化功率因数测量仪的设计与研究(3)

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=P/S（P为有功功率，S为视在功率）（2-1）

只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为1，许多设备的实际功率与视在功率的差值素很小，可以忽略不计，而像容性设备如灯具的这种差值则很大、很重要。美国PC Magazine 杂志的一项研究表明灯具的典型功率因数为0.65，即视在功率(VA)比实际功率(Watts)大50%！

2.2 系统总体设计方案

在本文中，我们选用多功能电能计量芯片 ADE7763来实现功率因数的测量。它将A/D转换器和数字信号处理功能集成到单个芯片内，能够完成有功功率、视在功率等参数的准确测量。依据有功功率和视在功率，就可以由微控制器计算出功率因数。

本文结合了多功能计量芯片ADE7763，测出有功和视在功率，在经过微控制器计算出功率因数在LCD1602显示，给出了一套简单实用精度高的最佳方案测出功率因数。如图2-1所示：

数字化功率因数测量仪系统总体设计方案

图2-1 系统总体设计方案

该设计以多功能电能计量芯片 ADE7763为基础的数字化功率因数测量仪。先用多功能计量芯片ADE7763测出交流信号的有功功率和视在功率，再利用微控制器进行功率因数的测量，最后在LCD1602上显示出来。本设计主要包括：输入的交流信号，电能计量芯片ADE7763，微控制器ATmega8，液晶显示模块。输入交流电模块是完成交流信号的导入，有功功率和视在功率是由ADE7763芯片测量出来，功率因数则是由微控制器计算出来，最后在LCD1602液晶演示仪器显示出来。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

3 系统的硬件设计

3.1 输入电路

电压输入电路如图3-1所示，图中T1为电流型电压互感器TV19.电压互感器工作原理为：不同输入电压通过限流电阻，使一次测流过不同的电流，二次侧得到一个与一次相同的电流。经运放或者电阻直接取样，得到不同的输出电压，采用运放取样精度更高。

图3-1中运算放大器与电阻构成I-U转换电路，由于运算放大器的输入阻抗非常高，可以认为二次电流I2全部流入反馈电阻R2.同时运算放大器的增益很高。因此，根据U=IR得到电流传感器电路的输出电压为U0=I2*R2。D1、D2为限幅二极管，在过载时可以有效的保护后级运放不被损坏。C为相位补偿电容，可以抑制高频域的突起现象