第35卷第1期 2012年6月
上海船舶运输科学研究所学报
JOURNAL OF SHANGHAISHIPAND SHIPPING RESEARCHINSTITUTE
文章编号：1674-5949(2012)01-0046-05
基于CPLD和单片机的功率测量设计
高龙翔，李岚
（上海船舶运输科学研究所，上海200135）
Vol., 35 No, 1 Jun.2012
摘要：介绍一种功率测量的新方法及其具体实现途径。使用复杂可编程逻辑器件(CPLD)计算测量对象的相位差，进而求出功率因数，单片机再根据得到的电量参数计算出有功功率。该技术可应用于各类电力系统的自动控制、测量显示，适用领域广泛，可为解决相关课题提供新思路。
关键词：功率测量；复杂可编程逻辑器件；单片机；电量参数；功率因数；有功功率
中图分类号：U665
文献标志码：A
ADesignofμC-CPLDCombinationforPowerMeasurement
GaoLongaiang，LiLan
(Shanghai Shipand ShippingResearchInstitute,Shanghai200135,China)
Abstract: A new design of power measurement with its implementation is presented, CPLD is used for measuring phase differ ence between voltage and current and giving the power factor, The μC calculates the real power with obtained electric parame ters. The design can be used in electric systems for measurement and display, and automatic control.
Key words: power measurement; CPLD; μC; electric parameters; power factor; real power 0引言
对功率的准确测量是实现各种电力系统自动化所必须面对的间题。一般有功功率变换器的做法是假定电压不变，用电路输出与有功功率成正比的直流电压反映测量对象的功率。
Up=KpP=KU.I.cos p
(1)
式(1)中：Up为有功功率变换器的输出电压/V;P为被测量电路的有功功率/kW；K、Kp为功率变换系数/(V/kW);U.、I分别为电压、电流的幅值。该电路实际检测的是测量对象的有功电流，电压幅值恒定时U，与有功功率成正比。
采用基于单片机和复杂可编程逻辑器件（ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD)的功率测量方法可以摆脱测量对象电压无波动的限制，使其适用领域更广，并可以在测量过程中得到测量对象的相位角和功率因数，便于对被测数据进行处理，对系统误差进行自校，提高测试精度，降低测试难度，结构简单，易于实
现。 1
输入信号的预处理
系统分为4个模块：测量模块、电源模块、逻辑模块和微处理器模块。其中：测量模块对输入的模拟量(电压、电流)进行预处理；电源模块给系统供电；逻辑模块进行相位差的运算；微处理器模块进行模拟量的读
收稿日期：2012-02-10
作者简介：高龙期（1984-)，男，上海人，工程师，主要从事船舶机舱自动化领城的相关技术研究。方方数据