diy家庭功率计。。图文并茂。包括原理

说某日市场看见“XX功率插座”，一下子勾起05年的回忆。当时用的电脑是P4ExtremeEdition 3.4G，功耗130W，一开机就担心我的钱包。就DIY了一个功率计，当时的方案是用ATMega8做核心器件，LCM1206来显示，Mega8的ADC做采样，交替采集电流和电压，采样率是16ksps，这样每个工频半周期10ms可以采到80个电流和电压，每次采到一组电流和电压信号，立刻相乘，累加10个工频周期，算平均值即为有功功率。用电压和40次采集之前的电流相乘并累加去平均，即为无功功率。这个功率表做出来之后，测感性容性阻性负载都非常理想，误差在1%左右，但是！测电脑功率完全不准，误差在50%以上，电脑的开关电源电压和电流波形如图：

功率表不准的原因找到了，是开关电源的电流波形只在电压的峰值附近出现，时间很短，幅值很大，问题是我的功率表的核心器件ATMega8的采样率也就那么大了，此题无解，功率表制作失败，扔垃圾桶里了。附带一个参考值，专用的功率计芯片典型如AD7755，内部两个采样900ksps的ADC。

刚好，捡到一个30uA/3800欧的表头

这下子继续做我的功率计。先画了个草图大家抨击一下：

说说新版功率计的原理吧！
R1是电流取样，R2、R3是电压取样，取样后的电压送到N1（AD633）上面相乘，比如电流usin(ωt)，电压isin(ωt)，则根据三角公式sinαsinβ = [cos(α-β)-cos(α+β)] /2，乘法器输出为0.5ui(cos0-cos(2ωt))=0.5ui-0.5uicos(2ωt)，因为只有直流分量对表头起作用，去除交流分量后，乘法器输出0.5ui，也就是有功功率。如果功率表负载是纯容性或纯感性负载，则电流ucos(ωt)，电压isin(ωt)，根据三角公式cosαsinβ = [sin(α+β)-sin(α-β)]/2，乘法器输出为0.5ui(sin(2ωt)-sin0)=0.5uisin(2ωt)，去除交流分量后，乘法器输出0，有功功率=0。
为了测试无功功率，设置了N2A，这个电路很简单，就是移向90度之后送到乘法器上，这样乘法器只会输出无功功率，有功分量在乘法器后无输出。开关SW1是选择有功无功的，图中位置是有功。最下面的TL431则提供无功功率的偏压，因为我选用的是指针表头，而无功功率是有正负极性的（对应感性、容性）！所以加上这个偏置电源，让无功功率为0的时候表针在中央位置。如果选用数字表头的话，这个偏压电路可以去掉。但是如果用成品数字表头要和乘法器公用电源的话，一样要看好表头原理图，弄清楚表头的正负电源和输入端的电压关系，谨慎连接，否则会烧表。
变压器就简单了，提供一个正负10V的电源。这个是pSpice仿真图，黄色为电压取样信号，紫色为经TL082移向90度后的电压信号，在纯阻性负载的条件下，橙色为有功功率输出，绿色是无功功率输出，可以看到无功功率为0。

好贴啊，支持

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数电模电是我硬伤啊！

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搞模电的都是高手啊~~~

不懂模电……

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