摘要:介绍使用MSP430F149在电力测控保护产品研制中实现基本参数测量的软硬件设计方法,及该芯片在使用中应用注意的问题和相应的处理措施。
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,可根据实际电路销售电感器的情况来定制。
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,+贴片电感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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