一款多功能电能计量芯片简介课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/14,#,一款多功能电能计量芯片简介,CS5463,的分析及应用,汇报人：李贵玉,汇报时间：,2017/9/28,信息工程学院,E211,实验室,一款多功能电能计量芯片简介,1,CS5463,芯片概述,1,引脚及内部功能结构,2,工作原理与应用特点,3,典型应用电路,4,国内外产品简介,5,小结,6,CONTENTS,CS5463芯片概述1引脚及内部功能结构2工作原理与应用特点,2,什么是,CS5463?,什么是CS5463?,3,多功能,高精度,电能测量芯片,由美国,Cirrus Logic,公司推出，采用,24,脚,SSOP,封装形式。,CS5463,SSOP,（,Shrink Small-Outline Package,）,:,即窄间距小外型塑封。,多功能由美国Cirrus Logic公司推出，采用24脚SS,4,哦，原来是这样！,哦，原来是这样！,5,该芯片不仅延续了广受欢迎的,CS5460A,的功能，与其引脚完全兼容，而且新增了如下等测量功能。,有功功率,无功功率,功率因数,电能脉冲转换,线路频率,视在功率,系统校准和相位补偿,温度传感器,该芯片不仅延续了广受欢迎的CS5460A的功能，与其引脚完全,6,电阻元件上所消耗的功率叫做有功功率。,有功功率,电感或电容元件与电源之间进行能量交换的振幅值叫做无功功率。,无功功率,电压与电流的直接乘积叫做视在功率。,视在功率,PS:,在交流电路中,电阻元件上所消耗的功率叫做有功功率。有功功率电感或电容元件与,7,CS5463,芯片概述,1,引脚及内部功能结构,2,工作原理与应用特点,3,典型应用电路,4,国内外产品简介,5,小结,6,CONTENTS,CS5463芯片概述1引脚及内部功能结构2工作原理与应用特点,8,CS5463,引脚排列及功能如下图所示。,图,1 CS5463,引脚排列图,1,脚,XOUT,：,晶体振荡器输出端（,4.096MHz,）,2,脚,CPUCLK,:,CPU,时钟输出端,3,脚,VD+:,数字电源正极,(3.3V-5V),4,脚,DGND:,数字地,5,脚,SCLK:,串行时钟输入端,6,脚,SDO:,串行数据输出端,7,脚,CS:,片选,8,脚,MODE:,模式选择,9,脚,VIN+:,差分电压正输入端,10,脚,VIN-:,差分电压负输入端,11,脚,VREFOUT:,参考电压输出端,12,脚,VREFIN:,参考电压输入端,CS5463引脚排列及功能如下图所示。图1 CS5463引脚,9,CS5463,采用,24,脚,SSOP,封装形式，引脚排列及功能如下图所示。,图,1 CS5463,引脚排列图,13,脚,AGND,：模拟地,14,脚,VA+,:模拟电源正极（,+5V,）,15,脚,IIN-:,差分电流负输入端,16,脚,IIN+:,差分,电流正输入端,17,脚,PFMON:,电源掉电检测输出,18,脚,E3:,高频电能脉冲输出,19,脚,RESET:,复位输入,20,脚,INT:,中断输出,21,脚,E1:,电能脉冲输出,1,端,22,脚,E2:,电能脉冲输出,2,端,23,脚,SDI:,串行数据输入端,24,脚,XIN:,晶体振荡器输入端,CS5463采用24脚SSOP封装形式，引脚排列及功能如下图,10,PS:,数字电源,：,是以,DSP,或者,MCU,为核心，将数字电源驱动器、,PWM,控制器等作为,控制对象，能实现控制、管理和检测功能的电源产品。,模拟电源,：,模拟电源发出的是模拟信号。,数字电源与模拟电源的区别,：,主要是控制与通信部分。在简单易用、参数变更要求不多的应用场合，模拟电源产品更具优势，因为其应用的针对性可以通过硬件固话来实现。而在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模拟系统电源管理的、复杂的高性能系统应用中，数字电源则更具优势。,PS:,11,图,2 CS5463,内部结构框图,可编程增益放大器,集成了两个,A/D,转换器,高通数字滤波器,片上温度传感器，有助于设计师调整温度漂移误差,差分输入电压满量程为,250mV,图2 CS5463内部结构框图可编程增益放大器集成了两个A/,12,CS5463,芯片概述,1,引脚及内部功能结构,2,工作原理与应用特点,3,典型应用电路,4,国内外产品简介,5,小结,6,CONTENTS,CS5463芯片概述1引脚及内部功能结构2工作原理与应用特点,13,工作原理,电压互感器,电流互感器,电压通道,电流通道,二阶,调制器,四阶,调制器,功率计算引擎,串行口,MCU,数字滤波器,数字滤波器,10,倍增益放大器,PGA,小电压信号,小电压信号,大电压信号,大电流信号,电能,/,频率转换,步进电机,工作原理电压互感器电流互感器电压通道电流通道二阶调制器四,14,应用特性,电能数据线性度：在,1000:1,动态范围内线性度为,0.1%,两种无功计算方式,功耗,12mW,优化的分流器接口,单电源地参考信号,片内,2.5V,参考电压（最大温漂,25ppm/,O,C,）,内带电源监视器,简单的三线数字串行接口,可以从串行,EEPROM,进行,“,自引导,”,，不需要微控制器,应用特性电能数据线性度：在1000:1动态范围内线性度为,15,CS5463,芯片概述,1,引脚及内部功能结构,2,工作原理与应用特点,3,典型应用电路,4,国内外产品简介,5,小结,6,CONTENTS,CS5463芯片概述1引脚及内部功能结构2工作原理与应用特点,16,Typical Connection Diagram(Single-phase,2-wire Direct Connect to Power Line),Typical Connection Diagram(Si,17,Typical Connection Diagram(Single-phase,2-wire Isolated from Power Line),Typical Connection Diagram(Si,18,Typical Connection Diagram(Single-phase,3-wire),Typical Connection Diagram(Si,19,Typical Connection Diagram(Single-phase,3-wire No Neutral Available),Typical Connection Diagram(Si,20,国内外产品简介,CS5463,芯片概述,1,引脚及内部功能结构,2,工作原理与应用特点,3,典型应用电路,4,5,小结,6,CONTENTS,国内外产品简介CS5463芯片概述1引脚及内部功能结构2工作,21,目前，国际上电子式电表中的电能计量芯片市场一直由 ADI、Cirrus Logic、SAMES等国际公司占据如表,1,所示。,公司名称,国家,/,地区,主要,(,最新,),芯片,ADI,美国,(ADE71xx,、,ADE75xx),Cirrus Logic,美国,CS5451A,、,5461A,、,5462,、,5463,、,5464,、,5466,、,5467,SAMES,南非,具体见表,2,表,1,国外主要的电能芯片公司简介,目前，国际上电子式电表中的电能计量芯片市场一直由 ADI、C,22,SAMES公司的相关产品情况如表,2,所示。,单相单电流输入,单相双电流输入,三相,应用,SA2002H,SA2007H,SA,9605A,快速脉冲输出，应用于基于,MCU,的电能表,SA4101A/4104A,、,B/4106A,SA2005M/4301A/9105G,直接驱动机电式计度器，快速脉冲输出,/LED,校准输出，应用于基于,MCU,的电能表,SA2007M,直接驱动机电式计度器，,LED,校准输出，应用于基于单芯片的电能表,SA2002P,SA2007P,校准和设置存储在外部,EEPROM,中，,直接驱动机电式计度器，快速脉冲输出,/LED,校准输出，应用于基于,MCU,的电能表,SA9903B,SA9904B,SPI,输出，电压有效值、频率、有功、无功测量，,应用于基于,MCU,的电能表,表,2 SAMES,公司芯片情况表,SAMES公司的相关产品情况如表2所示。单相单电流输入单相双,23,ADI,的电能芯片：,ADE7100 和 ADE7500 电能表系统芯片把电能测量内核与微处理器、片内闪存、LCD 驱动器、实时时钟和智能电池管理电路结合在一起，允许电能表保持时间、检测温度变化、读出 LCD 数据并且完成其它的重要系统功能。另外，还支持远程抄表系统、计时收费以及卸负载（当电源超载时切断某条输电线的电流）等高级服务。,Cirrus Logic,的电能芯片：,CS5467 集成了四个 Sigma-Delta 模数转换器（-ADC）、三个数字串行接口；CS5467 可为并发的两相测量提供两个电流通道和两个电压通道，并有系统电平校准、温度感应、电压骤降、电流错误监测以及相位补偿等特性。,ADI的电能芯片：ADE7100 和 ADE7500 电能,24,国内生产电子电度表芯片的厂商主要有复旦微电子、上海贝岭、珠海炬力等几家。,公司名称,国家,/,地区,主要,(,最新,),芯片,复旦微电子股份有限公司,中国上海,FM7755,、FM230 x 系列,上海贝岭股份有限公司,中国上海,有单相的BL0930、BL0932B、BL6503、BL6501，三相的 BL0952、BL0962，和三相四线的 BL6513、BL6514。,珠海炬力集成电路设计股份有限公司,中国珠海,ATT7021、ATT7022A、ATT7022B、ATT7023、,ATT7026A、ATT7028A、ATT7030A 等,国内生产电子电度表芯片的厂商主要有复旦微电子、上海贝岭、珠海,25,CS5463,芯片概述,1,引脚及内部功能结构,2,工作原理与应用特点,3,典型应用电路,4,国内外产品简介,5,小结,6,CONTENTS,CS5463芯片概述1引脚及内部功能结构2工作原理与应用特点,26,通过上述分析，作为测量电量原始信号的核心器件，并与目前比较流行的芯片如,AD7750,、,AD7755,、,CS5460A,等相比，,CS5463,有测量变化多、测量数据准确、抗干扰性能好等优点。由于能提高测量数据的准确性，该芯片为新一代数字电表的设计提供了很好的选择性。它不仅可以增强仪表的功能，而且具有较为简单的电路结构，所需的单片机资源也少，因此可以缩短开发时间，大大提高了仪器的性能指标和性价比。从某宝上查询到芯片的价格从,2,元到,10,左右价格不等，考虑可能有二手拆机芯片和原装新品差价。,具体,如下图所示。,通过上述分析，作为测量电量原始信号的核心器件，,27,一款多功能电能计量芯片简介课件,28,一款多功能电能计量芯片简介课件,29