基于ATT7022B的交流配电柜设计

数字信号主要是来自标识各输出分路开关是否接通的二次电压信号，或开关上辅助触点和跳闸报警触点的开关信号；键盘控制信号；避雷器失效信号等。

模拟信号经输入整定电路调整后，再输入ATT7022B芯片。芯片进行取样、运算，将结果输出到相应的寄存器。每秒完成3次数据更新。单片机通过SPI总线读取片内数据，转换、处理后在LCD上显示出结果来。

LCD液晶显示器上以菜单和数据列表或图形模式显示数据，如各种参数测量结果、系统运行状态、分路开关状态、系统非正常运行或故障报警等等。
　　根据人为设定的各参数极限值，单片机通过报警电路进行声光报警。

系统通过232／485串行通讯模块与上位机或其它设备通信。如果需要转换成以太网TCP／IP协议，则可以在RS232串口上接一个“串行服务器”(模块化商品)，即可以提供RL45网络接口了。

键盘输入主要用于输入校表数据，设置报警极限参数，查询运行数据等。

2．2 ATT7022B电压输入电路设计

ATF7702B电压采样输入电路如图3所示，其中三相电压输入电路中元件参数相同。根据电压互感器二次电压是0．5V还是几伏来确定电压信号输入回路中的电阻和电位器。原则是电位器两端的电压能调整到不超过ATT7022B最大输入电压有效值范围。

本系统选用220／6V电压互感器，输入电路中的电阻值如图3中所示，电位器两端电压调整范围为0~0．86V，在实际中1kΩ电位器两端电压调整到0．22V左右。简单的调整方法是，在某相电路上接上标准电压表，调整对应的1kΩ电位器，使LCD上显示的电压值与标准表上读数相同。当然，要在软件运行正确、输入准确校表数据后才能保证数据的准确性。

2．3 ATT7022B电流输入电路设计

ATT7702B电流采样输入电路如图4所示，三相电流输入电路中元件参数也相同。如果不需要检测零线电流，可以不安装零线电流互感器，而将对应的两个输入端短接起来。零线电流互感器根据零线电流大小的实际情况进行选择。所有的电流互感器都要根据二次电流是lA还是5A来确定电流互感器二次线圈并接的电阻。原则是二次电流在该电阻上的压降不超过ATT7022B电流输入最大有效值。

本设计选用400／5A电流互感器，二次线圈并接电阻为O．2Ω／10W，线路满载400A时输入电压为lV。在输入电压为2mV～1V时，ATIT022B非线性误差小于0．5％。当然，为了减小非线性误差，可以将输入到芯片的电压降低。例如选用400／1A的电流互感器，不过价格要高许多，并接电阻选用0．5Ω／2W，线路满载400A时互感器输出电压为0．5V。调整电流输入电路中的lkΩ电位器，使电位器两端电压为400mV时，对于满载400A电流来说，每mV输入电压即可对应lA电流。这里所说的输入电压指的是lkΩ电位器两端的电压。因为芯片输入阻抗极高，所以1．2kΩ电阻前面的电压基本上就是芯片管脚上的输入电压。该电位器可以方便地调整输入电压，在系统统调和校表时具有重要作用。互感器二次线圈并接的电阻、电位器及输入电路的其它电阻都应该选择精密的、热稳定性好的元件，以保证测量精度和稳定性。

厂家推荐电压输入信号最好在0．2V；电流输入信号在O．1V。这个范围线性度最好。如果芯片使用在普通小电流三相电度表时，采用推荐的输入范围是最好的。但用于配电系统较大电流的监控时，输入电压太小会降低测量值的分辨率。所以只能根据实际情况权衡考虑。

3 在信号采样、输入电路设计中应注意的几点问题

芯片各输入引脚的VxP和VxN的直流偏置电压为2．45V左右，偏置电压由芯片的第1l脚REFOUT提供，也可由外电路提供，否则不能准确计量。

为保证测量精度，芯片第5脚外接滤波电容应尽量靠近管脚处，走线粗短，远离其它信号线，且两个电容均不可省去。电容的接地点应与采样信号的地线尽可能短的连在一起。

VxP和VxN输入电路中电阻1．2kΩ和电容0．01μF构成了抗混叠滤波器，其结构和参数要讲究对称，并采用温度性能较好的元器件，从而保证电表获得良好的温度特性。

任意一相电流与电压反向时，芯片第40脚REVP输出高电平，据此可以判断接线是否有错。

芯片的输入脚SEL接高电平为选择三相四线接线方式，接低电平为选择三相三线接线方式。

电源电压VCC、AVCC应在5(1±5％)V以内。GND与AGND为数字和模拟电源参考点，在PCB布线时应将他们就近接大面积地，不要区分GND和AGND，更不要在GND和AGND之间接电感、电阻和磁珠等元件。

4 结语

笔者在400A交流配电柜监控系统中成功地使用了ATT7022B芯片，取得了令人满意的运行效果。利用该设计能够很