多功能防窃电基波谐波三相电能
专用计量芯片ATT7022B 各相失压状态标志。 频率： 由电压信号的过零点，ATT7022B测量出电网的基波的频率，以补码存放在寄存器中, 因频率值不可能为负,所以最高位不可能为1。读取寄存器值除以2^13,就是频率值，该参数不需要校正。 电能： ATT7022B提供各种电能记录数据：全波正向有功电能记录、全波反向有功电能记录、全波正向无功电能记录、全波反向无功电能记录、基波（谐波）有功电能记录、基波（谐波）无功电能记录，RMS视在电能和PQS视在电能。而每种记录都会提供相应的读后不清零的电能寄存器及读后清零的电能寄存器（标有2的寄存器）。 电能记录与校表脉冲同步更新，即CF口发一个电能脉冲，相应的电能寄存器数值加一。因此将能量寄存器的值，除以脉冲常数，即为实际用电度数。 有功电能寄存器（0x1E到0x21，0x31到0x34）记录了正向和反向全波有功电能的绝对值和，同样无功电能寄存器（0x22到0x25，0x35到0x38）记录了正向和反向全波无功电能的绝对值和。 基波有功电能寄存器（0x50到0x53，0x70到0x73）记录了基波或谐波或RMS正向和反向有功电能的绝对值和，同样基波无功电能寄存器（0x54到0x57，0x74到0x77）记录了基波或谐波或PQS正向和反向无功电能的绝对值和。 合相电能（寄存器0x21、0x25、0x34、0x38、0x43、0x47、0x4B、0x4F、0x53、0x57、0x63、0x67、0x6B、0x6F、0x73、0x77的值）是根据设定的能量累加模式，将三相电能进行绝对值求和或代数求和的计算得到。如果取绝对值求和模式累加三相电能，则合相的反向电能值（寄存器0x47、0x4F、0x67、0x6F）总为零。 从读后清零的各相及合相电能寄存器（标有2的寄存器）读数后，其对应的未标2的寄存器也会在新的脉冲来到时被清零。当芯片复位时，电能寄存器被清零。 温度： ATT7022B内置温度传感器，并提供一个8位的ADC对温度进行采样输出，分辨率在1℃左右。寄存器低8位有效，该值需校正，真实温度值为TC-TM，TC为校正值，TM为寄存器所读数据，计算后的值要转换成原码，如高位为1则取反加1。 温度传感器需通过寄存器GCtrlT7Adc(Addr: 0x2C)进行使能控制，只有当GCtrlT7Adc的Bit2/1=10开启，Bit2/1=00/01/11时则关闭温度传感器。 计量状态的选择 ATT7022B可以设置成五种计量状态：全波计量状态、RMS视在电能计量状态、PQS视在计量状态、基波计量状态、谐波计量状态。在ATT7022B工作时全波计量是基本功能，而其余四种状态只能选择一种或都不选择。其选择方法请参考如下表格: EnLineFreq寄存器内容 EnHarmonic寄存器内容 0x007812 不等于0x0055AA 0x0055AA 功能 基波表 谐波表 0x008127 ------ RMS视在能量表 0x005523 ------ PQS视在能量表 其他任何值 ------ 禁止以上功能 注意在选择谐波表方式时要先在EnLineFreq寄存器中填写数据0x007812，然后再往EnHarmonic寄存器填写数据0x0055AA，使芯片处于谐波计量状态,如EnHarmonic寄存器所http://www.Actions.com.cn
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专用计量芯片ATT7022B
填写数据不是0x0055AA，则芯片处于基波计量状态。
ATT7022B的全波计量状态是基本功能，电能脉冲输出CF1、CF2始终有效，其频率反映全波合相平均有功和无功功率的大小，常用于仪表有功和无功功率的校验，也可以用作全波有功和无功电能计量。当打开RMS视在电能计量状态时，RMS视在电能脉冲由CF3输出，CF4无效；在打开PQS视在电能计量状态时，PQS视在电能脉冲由CF4输出，CF3无效；在打开基波电能计量状态时，CF3、CF4有效，其电能脉冲输出频率反映基波的合相平均有功和无功功率的大小，可以用于仪表基波有功和无功功率的校验，也可以用作基波有功和无功电能计量；在打开谐波电能计量状态时，CF3、CF4有效，其电能脉冲输出频率反映谐波的合相平均有功和无功功率的大小，可用于仪表谐波有功和无功功率的校验，也可以用作谐波有功和无功电能计量。
ATT7022B提供全波状态的功率、电压、频率、电压夹角、功率因数、相角等计量参数，当ATT7022B打开基波或谐波计量状态时，这些寄存器通过参数选择寄存器SelectPQSU（Addr：0x3C），还可以提供相应的基波或谐波功率、电压、功率因数以及相角等参数，其框图如下:
由上图可见，寄存器SelectPQSU控制了参与电压有效值、功率、功率因数、相角运算的信号源，SelectPQSU≠0x001228时，由U（n）、I（n）、UT（n）这些全波采样信号进行运算，得到全波的电压有效值、功率、功率因数、相角等参数，当SelectPQSU=0x001228时，由U1（n）、I1（n）、UT1（n）这些基波或谐波采样信号进行运算（由EnLineFreq和EnHarmonic寄存器确定是基波信号还是谐波信号），相应得到基波或谐波的电压有效值、功率、功率因数、相角等参数。在EnLineFreq未选择基波或谐波表时，SelectPQSU的选择不起作用。
当ATT7022B处于基波或谐波计量状态时，电压夹角、电流相序、这两项功能在平时尽量关闭，更不要同时开启，以免影响精度。
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专用计量芯片ATT7022B
校表参数 校表是对各相电流增益、电压增益、功率增益、相位进行补偿，功率增益补偿建议不要分段。相位校正可根据精度要求，考虑分段或不分段进行。分段是按电流的大小来分，对相位校正，最多可分五段进行。 ATT7022B的起动电流与断相阈值电压可用软件设置。 ATT7022B做软件校表时，一般来说电压、电流校正，起动电流设置，断相阈值电压设置，均没有顺序上的要求。但在进行功率增益校正时，请注意先设置合相能量累加模式（如缺省值为你所需要则可省去此步骤）、电压通道ADC增益和高频输出参数，这是功率校正的条件，而后先做功率增益校正，再进行相位校正，相位校正是在完成功率增益校正后进行的。 所有的校正都是在相应的校表寄存器参数为零的条件下进行的。 ATT7022B在设置成基波表，谐波表或者视在电能计量功能时，建议校表时先设置成全波表状态校正，既将基波测量使能控制寄存器EnLineFreq=0x000000，校正好后将该寄存器根据需要填相应值使芯片进入基波表，谐波表或者视在电能计量功能状态，一般校正后无需再做基波、谐波表或者视在电能计量误差校正，w_LineFreqPg（0x31）寄存器中缺省值所提供的增益校正系数可保证足够的精度。 设置电压通道ADC增益UADCPga 通过填写电压通道ADC增益UADCPga（0x3F）设置电压通道ADC放大倍数，建议保证电压额定Un时的取样信号Vu*放大倍数UADCPgain等于0.5V左右。 设置高频输出参数 HFreq 这是关于输出校表脉冲频率的分频系数。 Hfreq= 式中：Un为参比电压，Ib为额定电流，N为脉冲常数， Vu是在参比电压输入下，芯片电压采样管脚上（V2p与V2n、V4p与V4n、V6p与V6n、）对应的电压（如果设置了电压通道的增益，应为经过放大后的电压），Vi是额定电流输入时芯片电流采样管脚上（V1p与V1n、V3p与V3n、V5p与V5n、）对应的电压，G是常数0.648，Hfreq为高频输出常数。 将Hfreq值写入校表寄存器20H，芯片就按设计的脉冲常数发出CF信号。注意该参数取值不应小于0x000004，同时不应大于0x000D00。 设置比差补偿区域 按照前面推荐的电流电压采样参数，ATT7022B具有1000：1的线性范围，功率增益校正不需要分段，可以简化生产的校表过程，此时比差补偿区域寄存器（0x1E）不需设置，保持为零（即复位时的默认值）。 设置相位补偿区域 相位的误差主要由互感器的角差和采样电路的参数不对称，信号走线不一致等引起，通常不需分段即可满足1级、0.5级电能表的要求，即相位补偿区域设置寄存器0x02、0x03、0x04、0x05的值保持为零。 对于高精度的电能表，如0.5S或0.2S，需要对相位精度做分段校正，其分段也是按电流大小设置，从相位补偿区域设置4开始设置，电流最小分段点写入相位补偿区域设置4，http://www.Actions.com.cn
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电流最大的分段点写入相位补偿区域设置1。如果分段点不足4个，应从相位补偿区域设置4开始依次设置，其余的设置点参数保持为零。比如相位补偿区域要分两段进行，分段点设在15%Ib处，即Is4=15%Vi=0.15*0.1=0.015V，Iregion4=INT（G*Is4*2^23）=0x013E81，只要将0x013E81写入相位补偿区域设置4（地址0x05）即可，其余相位补偿区域设置寄存器的数值为零。
功率增益校正
功率增益校正是在功率因数为1的条件下进行的。建议在Ib电流点校正，并将功率增益0和功率增益1寄存器值写同样的校正值。
校正公式：Pgain=
?err
1+err
如果 Pgain≥0，Pgain=INT（Pgain*2^23）
Pgain <0，Pgain=INT（2^24+Pgain*2^23）
注意计算公式中的电能误差err为不含%号的误差。
相位校正
相位校正是在功率因数为0.5L的条件下进行的。根据设置的相位补偿区域选择合适的校正点的电流，使得在这个区域上能得到满意的功率精度。如果不分段，建议将区域0至区域4相位校正寄存器值写同样的校正值。
校正公式: θ=acos((1+err)*0.5)-π/3
如果θ≥0，Phsreg=INT（θ*2^23）
θ <0，Phsreg =INT（2^24+θ*2^23）
相位校正公式中计算单位为弧度。
基波/谐波（视在电能）校正 ATT7022B的基波、谐波以及RMS视在电能、PQS视在电能额校正都使用基波功率校正寄存器LineFreqPg（Addr：0x31），在功率因数cos(Φ)=1时进行基波功率增益校正，任一相均可。
校正公式：
LineFreqPg=
?err
1+err
如果LineFreqPg >=0，则LineFreqPg =INT[LineFreqPg *223] 否则LineFreqPg <0，则LineFreqPg =INT[224+ LineFreqPg *223] LineFreqPg寄存器的缺省值为0x0020C4，一般情况下不用另外对基波/谐波（视在电能）校正，用其缺省值可满足精度要求，同时也要注意在基波/谐波（视在电能）功率校正之前先将LineFreqPg寄存器进行清零操作。
设置脉冲常数放大倍率
在实际的校表过程中的小电流输入情况下，由于电能脉冲的速度很慢而导致校表时间长，ATT7022B提供脉冲常数放大倍率寄存器HFDouble，通过填写HFDouble寄存器内容不同值，可将功率放大2、4、8、16倍，从而提高小电流的校表速度。为避免功率放大所造成的数值溢出，该功能一般在5%Ib以下电流的测试中使用。注意脉冲常数放大倍率在校表完http://www.Actions.com.cn
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专用计量芯片ATT7022B
成后改回为1，以免引起计量错误。
电压通道ADC增益选择
为了减少通道之间串扰以及增加电压采样通道输入电压的范围和灵活性，ATT7022B提供电压通道ADC增益选择寄存器UADCPga，用于控制电压通道的ADC放大倍数，有1、2、4、8、16等放大倍数的选择，但要注意在填写这个控制寄存器时数据0xA5xxxx是禁止写入的。建议在参比电压Un时的取样信号Vu为0.1V，放大倍数UADCPgain=4，这样可获得良好的线性特性，保证计量精度。
设置启动电流
复位后启动电流寄存器的默认值为0x280，对应的启动电流为0.1%Ib（Ib输入时，采样输入为0.1V），即当读到未做电流校正前的电流寄存器的值大于或等于0x280时，电表处于启动状态，可以输出电能脉冲，反之，当读到电流寄存器的值小于0x280时，电表处于潜动
状态，不输出电能脉冲。功率增益不做分段时，启动电流的设置可按以下计算公式：
Istartup=INT（G*Io*2^23）
式中：G为0.648，Io是启动电流输入时，芯片端口的采样电压，例如启动电流为0.4%Ib，Ib输入时采样电压为0.1V，则Io=0.1*0.4/100=0.0004V。
当功率增益做分段校正时，启动电流的设定值为Istartup=INT（0.8*G*Io*2^23）,即在原计算值上乘以系数0.8。 启动电流的设置与Ib输入时采样电压的大小、与输入线路在小电流下的非线性程度有关，用户可根据自己的设计，调整设定的启动电流值。 电压校正
电压校正相对于功率增益和相位校正是独立的，电压校正值作为一个变换系数将采样电压变换为标准电压值。在开启谐波电压测试的条件下，为了提高电压信号的分辨度，建议在ATT7022B中将电压校正到400V以上，最后由单片机处理成实际的电压信号。如Un为220V输入时，通过电压校正使ATT7022B输出440V，在单片机中将测得的信号除以2，得到最后的测量值220V。如果Un是100V输入时，校正到400V，由单片机将测得的信号除以4，得到最后的测量值100V。如果Un是57.7V输入时，校正到461.6V，由单片机将测得的信号除以8，得到最后的测量值57.7V。
电流校正
与电压校正相似，电流校正相对于功率增益和相位校正是独立的，电流校正值作为一个变换系数将采样电压变换为标准电流值。电流通道采样电压在额定电流时为0.1V，在未做校正时对应的电流有效值寄存器的值约60A左右，在需要用到合相电流值的情况下，为了保证合相电流的计算准确度,校正后的各相电流值应保证一定的分辨度。建议输入电流为额定电流时在ATT7022B中将电流校正到接近60A的值。考虑到计算方便性,可将电流校正到接近60A的Ib X 2^N，最后由单片机处理成实际的电流信号。如Ib为1.5A输入时，通过电流校正使ATT7022B输出96A，在单片机中将测得的信号除以64，得到最后的测量值1.5A。如果Ib是5A输入时，校正到80A，由单片机将测得的信号除以16，得到最后的测量值5A。如果Ib是20A输入时，校正到80A，由单片机将测得的信号除以4，得到最后的测量值20A。
设置断相阈值
在电压校正完成之后进行断相阈值的设置。
四、 软件校表程序示例
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