智能电表的设计瓶颈基于单相计量ADCCSE.ppt
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芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies11芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies22公司成立于公司成立于2003年年总部位于深圳高新技术产业园区深圳软件园总部位于深圳高新技术产业园区深圳软件园国内领先水平的模拟、数模混合国内领先水平的模拟、数模混合IC设计公司设计公司拥有完全的自主知识产权拥有完全的自主知识产权,拥有发明专利拥有发明专利20多项及几多项及几十项版图版权登记十项版图版权登记国内唯一一家在中高端电子秤芯片领域与国外大公国内唯一一家在中高端电子秤芯片领域与国外大公司如司如TI、CirrusLogic相抗衡的芯片制造商相抗衡的芯片制造商一直专注于一直专注于24位位-高精度高精度ADC和和SOC(片上系(片上系统)及统)及MCU等产品的研发等产品的研发广泛应用于衡器、物联网(如智能电网、智能家居广泛应用于衡器、物联网(如智能电网、智能家居等)、医疗电子、新能源等众多领域等)、医疗电子、新能源等众多领域公司概要公司概要芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies3320032004200520062007200820092010公司成立深圳市高新技术企业推出E1通信接口芯片ET2154被认定为深圳市15家重点集成电路设计企业之一被信息产业部认定为集成电路设计企业推出三路高速高精度DAC芯片推出高精度单相有功功率计量芯片CSE7755成为中国衡器协会会员通过ISO9000质量管理体系认证推出高精度、低功耗ADC芯片CS1242“中国芯”最具潜质奖推出17位有效精度ADC芯片CS1150推出高精度单相有功功率计量芯片CSE7755B,实现了低成本电表方案国家级高新技术企业深圳市自主创新行业龙头企业“中国十大杰出服务型IC设计公司”“创新南山2008创业之星”大赛十强称号CS1242产品获得深圳市科技创新奖首次推出自主知识产权的SOC芯片-CSU1200系列“集成电路技术省部产学研创新联盟”理事单位“集成电路产学研联盟”常务理事单位推出三相电能计量芯片CSE7752,填补了国内数模混合三相电能计量芯片的空缺推出低成本、低功耗、高精度ADC-CS1168公司发展里程碑公司发展里程碑继推出CS1200系列后,推出了低成本、低功耗的CS11xx系列CS1200获得深圳市科技创新奖和2010年度最热门产品奖再次荣获“中国十大杰出服务型IC设计公司”成功推出符合国网新标准的电能计量芯片-CSE7780芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies44CSE7780的特点高精度高可靠性低成本芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies55CSE7780特性高精度,在输入动态工作范围(2000:
1)内,线性测量误差小于0.1%内部集成了3路sigma-deltaADC提供两路电流、一路电压有效值测量,在400:
1的动态范围内有效值误差0.5%提供可编程增益调整和相位补偿提供有功、有效值offset校正提供反相功率指示芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies66CSE7780的特性提供线频率测量提供电压通道过零检测潜动电流可调提供SPI接口具有电源监控功能单5V电源供电,内置2.5V参考电压,典型温度系数25ppm/。
采用SSOP24封装芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies77内部框图介绍芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies88典型应用图芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies99校表流程芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1010CSE7780设计技巧1:
变压器的漏磁是影响整个电能表小信号性能的一个很关键的因素。
应将变压器放置于离CSE7780尽可能远的地方。
2:
PCB布局上,地线的布局对于整个电能表的精度以及EMC性能都有重大影响。
应将CSE7780本身铺一块大地,并将这个地与MCU及其他模块的地分开.3:
CSE7780内部做了大量的抗干扰措施,因此各种EMC试验相对比较容易通过。
而且CSE7780的内部机制确保了CSE7780在各种异常情况下芯片均只可能被复位而不会死机。
芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1111基本误差实验#1功率因数1.5ImaxImax0.5ImaxIb0.5Ib0.1Ib0.05Ib1.0/0.047/0.0500.023-0.033-0.0940.5L/-0.027/-0.027-0.063-0.184/0.8C/0.062/0.0670.053-0.025/#2#21.0/-0.003/0.010-0.0030.0230.0390.5L/0.107/0.1200.1100.133/0.8C/-0.049/-0.030-0.040-0.031/#31.0/0.007/0.0170.007-0.028-0.0290.5L/0.08/0.0730.0500.024/0.8C/-0.018/-0.010-0.023-0.043/#41.0/-0.040/-0.040-0.017-0.017-0.0470.5L/0/0.0070-0.006/0.8C/-0.053/-0.020-0.030-0.047/芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1212起动实验表号标定电流常数(imp/KWh)起动电流(A)脉冲输出时间间隔(min)#1532000.024.3#2532000.024.3#3532000.024.3#4532000.024.3芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1313潜动实验表号电压(V)电流(A)计算时间(min)输出脉冲数#12530430#22530430#32530430#42530430芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1414电压影响试验有功表号功率因数电流电能误差(%)误差该变量100%Un120Un70%Un120Un70%Un#110.05Ib-0.015-0.027-0.2430.010.228Ib0.0560.084-0.0220.0280.078Imax0.0520.080-0.0240.0280.0760.5L0.1Ib-0.073-0.096-0.3030.0230.23Ib0.0020.022-0.0860.020.088Imax-0.0080.016-0.0840.0240.076芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1515有功表号功率因数电流电能误差(%)误差该变量100%Un120Un70%Un120Un70%Un#210.05Ib0.059-0.3140.5330.37-0.474Ib0.0220.034-0.0180.0120.04Imax0.0140.040-0.0480.0260.0620.5L0.1Ib0.172-0.2180.6410.390.469Ib0.1460.1280.1460.0180.02Imax0.1320.1480.0920.0160.04芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1616频率影响实验有有功功#1功率因数电流电能误差(%)误差该变量(%)50Hz47.5Hz52.5Hz52.5Hz47.5Hz1.00.05Ib-0.015-0.007-0.0030.0080.012Ib0.0560.0500.0600.0060.004Imax0.0520.0430.0530.0090.0010.5L0.1Ib-0.073-0.095-0.0360.0370.022Ib0.002-0.0170.0070.0190.005Imax-0.008-0.0130.0070.0050.015#2#21.00.05Ib0.0590.0630.0780.0040.019Ib0.0220.0170.0270.0050.005Imax0.0140.0100.0130.0040.0030.5L0.1Ib0.1720.1670.1800.0080.013Ib0.1460.1400.1470.0060.001Imax0.1320.1400.1400.0080.008芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1717频率变频影响实验有有功功#1功率因数电流电能误差(%)误差该变量(%)50Hz45Hz65Hz45Hz65Hz1.00.05Ib-0.015-0.013-0.0760.0020.061Ib0.0560.0600.0100.0040.046Imax0.0520.0570.0070.0050.0450.5L0.1Ib-0.073-0.043-0.2010.030.13Ib0.0020.017-0.0830.0030.085Imax-0.0080.020-0.0870.0280.079#2#21.00.05Ib0.0590.047-0.0380.0120.085Ib0.0220.037-0.0230.0150.060Imax0.0140.017-0.0270.0030.0410.5L0.1Ib0.1720.1750.0470.0030.135Ib0.1460.1430.1130.0030.033Imax0.1320.1330.1130.0010.019芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1818自热影响实验时间时间误差误差(%)Imax功率因数功率因数1.00.5L#1#2#1#2起始起始0.060.020.040.022Min0.060.010.07010Min0.060.030.020.1620Min0.060.020.020.1430Min0.060.020.020.1640Min0.060.030.020.1650Min0.050.010.020.1460Min0.060.010.020.14芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies1919快速瞬变脉冲群实验表号试验电压/频率死机现象复位现象脉冲输出显示功能通信功能#14.5KV/5KHz无无无正常正常#24.5KV/5KHz无无无正常正常芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies2020射频电磁场抗扰度实验表号电压电流功率因数电能误差(%)#1UnIb1.00.11#2UnIb1.00.08芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来ChipseaTechnologies2121射频场感应的传导骚扰抗扰度表号电压电流功率因数电能误差(%)#1UnIb1.00.27#2UnIb1.00.18芯海科技芯海科技追求卓越,用追求卓越,用“芯芯”创造未来创造未来Chip
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