摘要：MAXQ3180和MAXQ3183是兩款三相多功能計(jì)量模擬前端(AFE)，它可以提供如功率因素、功率矢量和以及諧波分量等許多先進(jìn)的功率監(jiān)視特性。對于電表設(shè)計(jì)而言，對計(jì)量和電快速瞬變(EFT)有嚴(yán)格要求，Maxim提供的參考設(shè)計(jì)通過了EFT和等方面的嚴(yán)格測試。這些設(shè)計(jì)說明了MAXQ3180/MAXQ3183的計(jì)量特性。該應(yīng)用筆記闡述了如何*估MAXQ3180/MAXQ3183作為能量表的參考設(shè)計(jì)，該參考設(shè)計(jì)包括電表以及相關(guān)PC軟件，并且給出了*估板、原理圖、材料清單以及測試結(jié)果。

　　關(guān)于MAXQ3180/MAXQ3183

　　MAXQ3180和MAXQ3183是三相多功能計(jì)量前端(AFE)，它提供豐富的功率監(jiān)視特性。內(nèi)部集成8通道高ADC。數(shù)字信號處理器(DSP)對ADC采樣進(jìn)行處理，提供大量的電能以及功率測量參數(shù)數(shù)據(jù)，并不局限于：有功、無功、視在功率和電能、功率因數(shù)和諧波計(jì)量功能。通過集成的SPI?口和主控制器連接。

　　MAXQ3180和MAXQ3183是兩款來自Maxim的三相AFE器件。MAXQ3181是一款三相有功計(jì)量芯片，表1列舉了多相AFE系列器件的關(guān)鍵特性。

表1. 多相計(jì)量AFE器件特性比較

　　MAXQ3181與MAXQ3180引腳完全兼容，區(qū)別就是前者的寄存器是后者的子集。因此該參考設(shè)計(jì)樣表完全支持MAXQ3181，需更改測量板上的AFE器件，但相應(yīng)的應(yīng)用代碼和PC軟件無需修改。需要注意的是，用該參考設(shè)計(jì)樣表*估MAXQ3181，有些計(jì)量參數(shù)對于MAXQ3181無效，將顯示隨機(jī)數(shù)，并無實(shí)際意義。

　　為了簡單起見，該應(yīng)用筆記只針對MAXQ3180；對于MAXQ3183以及其獨(dú)特特性僅在必要時(shí)提及。器件的參考設(shè)計(jì)共享相同的計(jì)量板并使用相同的主控制器(例如MAXQ2000)。應(yīng)用代碼(保存在MAXQ2000中)和PC軟件支持這兩款A(yù)FE。

　　關(guān)于參考設(shè)計(jì)

　　MAXQ3180參考設(shè)計(jì)包括：

　　一個(gè)三相電表

　　PC軟件(ZIP)

　　此應(yīng)用筆記

　　該參考設(shè)計(jì)支持在線購買。關(guān)于參考設(shè)計(jì)型號和定購說明，請參見下面的定購信息部分。

　　PC軟件和主控單片機(jī)的應(yīng)用固件可周期性進(jìn)行升級以提升或增加性能。所有更新信息將公布在美信網(wǎng)站。如果你使用了Maxim的EE-Mail??服務(wù)，將會(huì)收到e-mail提醒。如果需要更新主機(jī)應(yīng)用代碼，需要使用串口轉(zhuǎn)JTAG編程適配器將代碼重新到MAXQ2000微控制器。更多信息請參考微控制器工具頁面。

　　規(guī)格

　　此參考設(shè)計(jì)樣表只支持三相四線接法：

　　AC：50Hz/60Hz, 220V, 9A?

　　脈沖常數(shù)：6400

　　計(jì)量：有功0.5s級，無功2級

　　串口(PC)通信波特率：1200/9600/57600/115200

　　顯示和通訊

　　該樣表上電后自動(dòng)運(yùn)行，板上LCD將會(huì)顯示相關(guān)的信息。條是芯片型號(比如：MAXQ3180或者M(jìn)AXQ3183)，然后是串口波特率，接著是多個(gè)功率以及能量參數(shù)(電壓RMS、電流RMS、總功率因數(shù)、開機(jī)運(yùn)行所累積的電量)，這些信息會(huì)自動(dòng)輪顯，且輪顯間隔是一秒。更多顯示項(xiàng)可通過PC軟件獲得并顯示。

　　樣表內(nèi)部已經(jīng)嵌入了RS-232接口，用來和PC進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。使用時(shí)務(wù)必?cái)嚅_交流電源，再開啟上表殼(見通訊連接/JTAG電纜部分)。注：MAXQ3180參考設(shè)計(jì)在硬件上支持紅外通訊，但是在撰寫本文檔之前，支持該特性的固件(MAXQ2000代碼)并不能使用。

　　電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

　　圖1所示為電表的通信和顯示部分。

圖1. 參考樣表的電路板布局以及接線端子

　　AC接線端子

　　參考設(shè)計(jì)樣表和表臺(tái)之間的交流連接如圖2所示。

圖2. 參考設(shè)計(jì)樣表和表臺(tái)之間的連接外觀圖

　　由于樣表只有三個(gè)電流輸入對(端子)，不支持零線電流接入，但是電路板已經(jīng)設(shè)計(jì)預(yù)留了零線接入端口。這種局限性對于演示MAXQ3183的4電流向量和帶來不便。

　　該設(shè)計(jì)采用兩塊電路板的結(jié)構(gòu)?！袄浒濉?包含微控制器和顯示屏)可安全觸摸—在該板上不存在高壓。然而，緊挨該板下面的螺絲和連接器不能觸摸。安裝在冷板下面的“熱板”帶有交流輸入電路和目標(biāo)器件(如MAXQ3180/MAXQ3183)，該板直接與AC零線連接，因此，不能觸摸。冷板和熱板之間的通訊通過SPI連接器，該連接器在熱板上進(jìn)行了隔離。他們之間采用隔離的硬件SPI通訊。