电能计量芯片汇总
三相电能计量芯片 400hz
三相电能计量芯片400hz三相电能计量芯片，即用于度量三相电能的芯片，具有适用于400Hz频率的特点。
本文将从介绍三相电能计量芯片的原理和结构开始，然后探讨其在400Hz频率下的应用，最后分析其优势和前景。
首先，我们来了解一下三相电能计量芯片的原理和结构。
三相电能计量芯片是一种电子芯片，内部集成了多个功能模块，包括功率采样、AD转换、DSP计算等。
它通过采集三相电流和电压信号，进行一系列的运算和计算，最终得到准确的三相电能数据。
三相电能计量芯片的结构通常包括功率采样模块、信号处理模块、计算模块和通讯模块等。
功率采样模块负责采集电流和电压信号，并进行高精度的模数转换；信号处理模块对采集到的信号进行滤波、增益校正等处理；计算模块利用采集到的信号进行功率和能量计算，并提供相应的接口供外部读取；通讯模块负责与外部系统进行数据交互，实现远程数据传输和监控。
接下来，我们来探讨三相电能计量芯片在400Hz频率应用中的情况。
400Hz电力系统主要应用于航空航天、军事、舰船等特殊领域，要求系统稳定性高、精度要求高。
而传统的50Hz或60Hz电能计量设备往往无法满足这些特殊领域的需求，因此需要专门设计适用于400Hz频率的三相电能计量芯片。
在400Hz频率下，三相电能计量芯片需要克服高频率对精度和稳定性的要求。
一方面，芯片需要采用高精度的模数转换器，确保对电流和电压的采样精度；另一方面，芯片需要采用高速的信号处理和计算算法，确保数据的准确性和实时性。
此外，芯片还需要具备抗干扰和抗高温等功能，以满足特殊领域应用的需求。
三相电能计量芯片在400Hz电力系统中的应用是十分广泛的。
在航空航天领域，它被广泛应用于飞机和卫星的电能计量和监控系统中，实时监测电能消耗和电力负荷，确保系统的正常运行；在军事领域，它被用于战车、军舰等装备的电能管理和控制系统中，保障电力供给的可靠性和稳定性。
三相电能计量芯片在400Hz频率下的应用优势主要体现在以下几个方面。
功率计量芯片HLW8012介绍及应用
功率计量芯⽚HLW8012介绍及应⽤功率计量芯⽚HLW8012介绍与应⽤⼀、引⾔HLW8012是深圳市合⼒为科技推出的单相电能计量芯⽚，可以测量有功功率、电量、电压有效值、电流有效值；SOP8封装，体积⼩，⼴泛应⽤于智能家电、节能插座，智能路灯、智能LED 灯等应⽤场合。
本⽂主要内容：1、HLW8012介绍；2、HLW8012应⽤硬件电路；3、HLW8012脉冲软件测量；4、HLW8012应⽤场合及展望。
⼆、、HLW8012介绍1、HLW8012主要特性（1）⾼频脉冲CF ，指⽰有功功率，在1000:1范围内达到±0.3%的精度（2）⾼频脉冲CF1，指⽰电流或电压有效值，使⽤SEL 选择，在500:1范围内达到±0.5%的精度（3）内置晶振、2.43V 电压参考源及电源监控电路（4）5V 单电源供电，⼯作电流⼩于3mA 2、HLW8012引脚图VDDVIPVINCF1SELV2PCF选择CF1输出电流/电压值/电压值图1芯⽚引脚图引脚序号引脚名称输⼊/输出说明1 VDD 芯⽚电源芯⽚电源2，3 V1P ，V1N 输⼊电流差分信号输⼊端，最⼤差分输⼊信号为±43.75mV 4 V2P 输⼊电压信号正输⼊端。
最⼤输⼊信号±700mV 5 GND 芯⽚地芯⽚地6 CF 输出输出有功⾼频脉冲，占空⽐50% 7, CF1 输出 SEL=0，输出电流有效值，占空⽐50%； SEL=1，输出电压有效值，占空⽐50%； 8 SEL输⼊配置有效值输出引脚，带下拉●模拟信号输⼊（1）V1P ，V1N 输⼊电流采样信号：峰峰值V P-P ：±43.75mV ，最⼤有效值：±30.9mV 。
（2）V2P 输⼊电压采样信号：峰峰值V P-P ：±700mV ，最⼤有效值：±495mV 。
●数字信号输出（1）⾼频脉冲CF （PIN6）：指⽰功率，计算电能；输出占空⽐为1:1的⽅波。
交直流两用计量芯片HLW8112
交直流两用计量芯片HLW8112芯片介绍HLW8112是一款高精度的电能计量IC,它采用CMOS 制造工艺，该器件内部集成了三个I-A 型ADC 和一个高精度的电能计量内核。
HLW8112主要用于单相应用，也可以测量直流信号。
HLW8112可以通过多种通讯接口访问片内寄存器，包括SPI 和UART 。
HLW8112电能计量IC 采用3.3V 或5.0V 电源供电，内置振荡器，采用16脚 SSOP 封装。
芯片管脚SDO/TX IAP VDD IAN CFINT2 IBP INT1 IBN VP HLW8112 SSOP16CLKI SPIEN GND SCSN VREFSCLKSDI/RX交流测量HLW8112进行直流测量时，需要使能高滤波器（HPF）,下图是HLW8112的应用电路，A通道用于检测负载设备的功率、电压、电流和用电量，通过UART或SPI 接口传输数据至MCU，通过INT1引脚对过载和过压等异常状态进行指示。
B通道通过电流互感器对负载设备进行漏电检测，当负载设备发生漏电时，会及时判断出危险状态，通过INT2快速切断设备电源。
CLKO/INT1HLW8112CLKISSOP16下表是使用HLW8112经校准之后的实际测量数据（交流信号），采用1mR的采样电阻，最小测量电流在4-6mA左右，交流电压220V。
条件：YDD=3. 3¥, ImR采样电阻标准负戟实际测量宣误差电压（V）电流⑴功率电压⑴电流（A）功率（W）电压电流功率2200. 0010. 22220. 100. 0040. 19-0. 05%-1. 364%13. 64%2200, 0030, 66220. 300, 0050, 73-0. 14%-0, 303%-10,61%2200, 005L 11220. 000, 007 1. 14o,m-0, 180%-2, 7供2200.01 2.21220. 300.011 2. 32-0.14%-0. 045%-4.96%2200,0511,00220. 000. 05010. 990.00%0.000%0. 09%2200. 122.01220.070. 10022. 0&-0. 03%0. 000%-0. IS%2200. 5110. 30220.110. 500110. 09-0. 05%0. 000%0. 19%2201220. 96219. &S 1. 00021&. 9S0. 01%0. 000% 1 lr2202440. 00220. 30 2.002441. 23-0. 14%0. txm-0. 2S%2204aao. oo220. 25 4. 005882. 15-0. 12%-0. 001%-0. 24%22061320. 00219. 84 5.9961318,50.07%o. m%0. 11%22081760. 00219. 807.3971757.80.她o. ocm0. 13%220：02200. 00220. 0510. 0112200. 28-0. 02%o. o(m-0. 01%220盘3300. 00219. 5814. 9573293. 070. 19%0. 000%0. 21%220204400. 002L9. 4320. 00343S9. 340. 26%0. 000%0. 24%220306600. 002L9. 1329, W66573.120,40%0.000%0,41%直流测量HLW8112可以测量直流信号，如下图所示，测量直流信号时，需要先将HLP （高通滤波器关闭），这样就可以使得直流信号进入芯片的内部采样模块进行采样。
锐能微单相多功能电能计量芯片
RN8201 RN8203 RN8205 RN8207 RN8209
有功 计量
√ √ √ √ √
无功 计量
√ √
锐能微科技单相计量产品列表
电压 电流 有效
值
两路电 过零 频率 计 自动
流及两 输出 测量 度 校表
路功率
器
√
通信接口 无
√
√√
√
单线 （RSIO）
√
√√
√
SPI
√
√√
√ UART/SPI
√
√
√√
√ 单线/SPI
应用 领域
计度 器表 单相 多功 能表 单相 多功 能表 直入 式三 相表 两路 防窃 电表
锐能微科技电能计量芯片主要特点
精度更准确：1500：1 (15Ib～1%Ib ,400μΩ锰铜) 误差小于 0.1%； 设计更快捷：PCB 设计简单，可以大面积铺地； 生产更方便：支持软件自动校表、小信号加速校表； 产品更可靠：简单的 PCB 设计即可通过严酷的可靠性测试。
深圳市锐能微科技有限公司
2009-6-9
Rev 1.0
双通道、带漏电检测的高精度电能计量芯片HLW8112
双通道、带漏电检测的高精度电能计量芯片HLW8112物联网的英文名称为“Internet of things ”，顾名思义，就是“物物相连的网络”，它通过传感器、控制器等设备按照协议把任何物品相连接，从而实现信息交换和通讯。
据预测，未来5年，差不多所有人们能够看见的东西都将被纳入物联网，合力为科技一直专注于电“计量”领域的产品研发，此次继HLW8012和HLW8032产品之后，又推出一款新型计量芯片HLW8110/HLW8112，可以满足不同用户在细分场合的性能要求。
应用场景HLW8112适用于WIFI 插座、计量电表、LED 路灯、充电桩、智能家电和PDU 设备等领域。
Metering meter电表Charging pile充电桩PDU equipmentPDU 设备Wifi Plug智能插座LED LampLED 路灯Smart home equipment智能家电1 IAP IAN CFIBPHLW8112SSOP1623413141516IBN 5VP 6789101112HLW8112 --- 漏单检测功能、双路测量、中断输出HLW8112采用SSOP16封装，可以在3.3V 和5V 两种电源下工作，可选UART 或SPI 输出方式，最小测量电流4mA 。
HLW8112具有A 和B 两路通道，B 通道可以用作漏电检测通道，当漏电时，可以通过中断输出口进行快速响应。
HLW80122014.01HLW80322016.12HLW81102018.2•SOP8封装•工作电压：5V •单路测量通道•内置振荡器•通讯方式：高频脉冲•最小测量电流：30mA•SOP8封装•工作电压：5V •单路测量通道•内置振荡器•通讯方式：UART •最小测量电流：30mA•SOP8封装•工作电压：3.3V/5.V •单路测量通道•内置振荡器•通讯方式：UART,速率可调•过零检测•过载检测•最小测量电流：4mAHLW81122018.2•SOP8封装•工作电压：3.3V/5.V •双路测量通道•内置振荡器•通讯方式：UART/SPI •过零检测，中断输出•过载检测，中断输出•漏电检测，中断输出•最小测量电流：4mAHLW8112典型原理图上图是HLW8112的应用电路，A通道用于检测负载设备的功率、电压、电流和用电量，通过UART或SPI接口传输数据至MCU，通过INT1引脚对过载和过压等异常状态进行指示。
三相电能计量IC简介
DFC
:
33 CF1
CF2DEN
DFC
:
34 CF2/HREADY
CF3DEN
DFC
:
35 CF3/HSCLK
SPI/I2C
I2C HSDC
29 IRQ0
亚太区总部 上海市卢湾区湖滨路 222 号 企业天地大厦 22 层 邮编：200021 电话 : (86 21) 2320 8000 传真 : (86 21) 2320 8222
ADE7880—三相电能计量IC 具备高精度谐波分析功能
特性
• 支持IEC 62053-21、 IEC 62053-22、IEC 62053-23、 EN 50470-1、 EN 50470-3和 ANSI C12.20标准
• 支持IEC 61000-4-7一级和二级 类精度规格
• 测量2.8 KHz通带范围内所有 谐波的有效值、有功/无功/视 在功率、功率因数、THD+N 和谐波失真
ADE7880谐波计算
PHASE SELECTION A OR B OR C
OR N
HARMONIC INDEXES
XYZ
IA, VA IB, VB IC, VC
IN, ISUM
HARMONIC COMPUTATION
ENGINE
3 HARMONICS AND FUNDAMENTAL RESULTS
概述 ADE7880 ARTM可提供完整的谐波分析，包括幅度和相位信息。ARTM还可计算相对于基波的谐波失真和THD + N。 使用突发模式传输，可通过SPI接口实时访问谐波分析数据。
ADE7880具有波形采样寄存器，允许访问所有ADC输出。该器件还提供电能质量测量，例如：电压跌落或过压检 测、电流过载、电网频率测量以及相电压与电流之间的角度等。可以利用两个串行接口进行通信：SPI或I2C。专 用高速数据采集(HSDC)端口可以与I2C配合使用，以访问ADC输出和实时功率信息。2个中断请求引脚IRQ0和IRQ1用 来指示一个使能的中断事件已经发生。CF1、CF2和CF3逻辑输出可提供许多功率信息：总/基波有功/无功功率、 总视在功率或零序电流有效值。
一款多功能电能计量芯片简介(CS5463)
CS5463的分析及应用
汇报人：李贵玉 汇报时间：2017/9/28
CONTENTS
1 CS5463芯片概述 2 引脚及内部功能结构 3 工作原理与应用特点 4 典型应用电路 5 国内外产品简介 6 小结
什么是CS5463?
SSOP （ Shrink SmallOutline Package）:即窄间 距小外型塑封。
（Σ-ΔADC）、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。
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
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-流器接口
N
Qn
平均无功功率：QAVg
n1
N
单电源地参考信号 片内2.5V参考电压（最大温漂25ppm/OC）
S P 三角无功功率：QTr lg
2 2 Active
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
图1 CS5463引脚排列图
1脚XOUT： 2脚CPUCLK: 3脚VD+: 4脚DGND: 5脚SCLK: 6脚SDO: 7脚CS: 8脚MODE: 9脚VIN+: 10脚VIN-: 11脚VREFOUT: 12脚VREFIN:
电能计量芯片汇总
电能计量SA9904B,1引言新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设计简单性价比高1引言新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设计简单、性价比高。
着重介绍SA9904B，ATT7026A及CS54633种三相电能计量芯片的工作原理，比较其性能指标，为合理选择电能芯片提供了有力的帮助。
2电能计量芯片SA9904B是南非微电子系统有限公司设计开发的一种电能计量芯片，ATY7026A是珠海炬力集成电路设计有限公司开发的电能计量芯片，CS5463是美国CRYSTAL公司推出的带有串行接口的单相双向功率／电能计量集成电路芯片。
这三者都用于三相多功能电能计量，均适用于三相三线制的具有50Hz 或60Hz标准频率的电网，支持电阻网络校表和软件校表两种方式。
由于电能计量、参数测量和数据读取是电能芯片的核心部分。
下面主要从有功计量、无功计量、视在功率／电能计量、有效值测量、中断和SPI接口6个方面介绍芯片原理。
2．1SA9904B简介SA9904B有20个引脚，PDIP封装，12个元暂存器。
SA9904B包含9个代表各相的有功电能、无功电能与电源电压的24位元暂存器。
第10个24位元暂存器代表任何有效相位的市频，包含3个位址以保存与SA9604A的兼容性。
3个位址的任何其一可用于存取频率暂存器。
每相位的有功与无功功率被积存于24位元暂存器。
被测电路的电能或功率不直接提供给用户，但是可以通过公式计算。
计算每相的有功或无功电能：电能每计数=(VRATED×IRATED)／320 000；计算每相的有功或无功功率：功率=VRATED×IRATED×N／INTTIME／320 000。
其中：VRATED为电表的额定电源电压，IRATED为电表的额定电源电流，N=相继读数间的暂存器数值差数(△值)，INTTIME为相继读数间的时间差值(单位为秒)。
若要求合相有功电能，只能通过程序对三相有功电能求和，或通过有功功率脉冲输出F50计数。
一款多功能电能计量芯片简介CS5463
PS:在交流电路中
有功功率
电阻元件上所消耗的功率叫做有功 功率。
无功功率
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。
视在功率
电压与电流的直接乘积叫做视在功 率。
CONTENTS
1 CS5463芯片概述 2 引脚及内部功能结构 3 工作原理与应用特点 4 典型应用电路 5 国内外产品简介 6 小结
串行时钟输入端 串行数据输出端 片选 模式选择 差分电压正输入端 差分电压负输入端 参考电压输出端 参考电压输入端
图1 CS5463引脚排列图
13脚AGND： 14脚 VA+: 15脚IIN-: 16脚IIN+: 17脚PFMON: 18脚E3: 19脚RESET: 20脚INT: 21脚E1: 22脚E2: 23脚SDI: 24脚XIN:
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。
信息工程学院E211实验室
CS5463的分析及应用
汇报人：李贵玉 汇报时间：2017/9/28
CONTENTS
1 CS5463芯片概述 2 引脚及内部功能结构 3 工作原理与应用特点 4 典型应用电路 5 国内外产品简介 6 小结
什么是CS5463?
SSOP （ Shrink SmallOutline Package）:即窄间 距小外型塑封。
两种无功计算方式 功耗<12mW 优化的分流器接口
N
电表计量芯片
电表计量芯片电表计量芯片在电力系统中发挥着重要的作用，它能够实时采集电能数据，并进行电能计量和数据传输。
以下是关于电表计量芯片的内容介绍，大约1000字。
电表计量芯片是一种集成电路，用于电能计量和数据传输，它依靠高精度的模拟电路和数字电路来实现电流、电压和功率等参数的测量和计算。
电表计量芯片通常由模拟前端、数字处理器和通信接口等功能单元组成。
模拟前端负责将电力系统中的电流和电压信号转化为适合于数字处理器处理的电信号，并进行滤波、放大和采样等处理。
数字处理器则对模拟信号进行数字化处理，通过一系列运算和算法，得出电能和功率等参数，并进行计量和显示。
通信接口则负责与外部传输设备进行数据交流和传输，一般有串口、以太网、无线通信等多种接口方式。
电表计量芯片的一个关键技术是高精度的测量和计算。
为了实现准确的电能计量，电表计量芯片需要对电流和电压进行高精度的测量，并进行实时的功率计算。
通常采用的是模拟-数字混合采样的方法，即通过模拟电路将电流和电压信号转化为数字信号，并使用高精度的模数转换器进行采样和转换。
同时，数字处理器需要具备强大的计算能力和算法支持，能够对采集到的电信号进行滤波、积分、运算和校正等处理，以确保测量的准确性和稳定性。
另一个关键技术是数据传输和通信。
电表计量芯片通常需要将采集到的电能数据传输给上位设备，以便于能源管理和数据分析。
传统的通信方式主要是通过串口进行数据传输，但随着无线通信技术的发展，越来越多的电表计量芯片开始支持以太网和无线通信方式。
以太网具有传输速度快、传输距离远以及支持数据量大等优点，适用于大规模能源管理系统；而无线通信则具有便捷、灵活的特点，适用于分布式能源管理系统。
此外，电表计量芯片还需要具备低功耗、高可靠性和安全性等特点。
低功耗是指芯片在工作过程中的能耗较低，能够提高电表的续航时间，并减少能源的浪费。
高可靠性是指芯片长时间稳定工作的能力，能够适应复杂的工作环境和电力负载变化。
电能计量芯片
电能计量芯片电能计量芯片是一种嵌入在电能计量装置中的芯片，用于测量和记录电能使用量。
它利用先进的电子技术和微处理器技术，可以准确地测量并记录电能的使用情况。
电能计量芯片的应用广泛，可以用于家庭、工业和商业领域的电能计量。
电能计量芯片具有多项优点。
首先，它具备高精度的测量能力。
电能计量芯片采用高性能的测量电路和精确的AD转换器，可以实现对电能的精确测量，测量误差非常小。
其次，电能计量芯片具有较大的测量范围。
它可以适应不同电能负荷的需求，能够测量多种不同规格和负载的电器设备。
此外，电能计量芯片还具有耐用性和稳定性，可以在长时间的使用中保持高精度的测量性能。
电能计量芯片的工作方式是通过采集电能信号，并将其转换为电信号进行处理。
电能信号是通过测量电流和电压来实现的。
电能计量芯片会将测量到的电流和电压值进行AD转换，然后通过微处理器进行计算和处理，最终得到电能使用量。
电能计量芯片主要由电流互感器、电压互感器、AD转换器和微处理器组成。
电流互感器用于测量电流值，而电压互感器则用于测量电压值。
AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并将其送入微处理器进行处理。
微处理器则是电能计量芯片的核心部件，它负责计算、存储和显示电能使用量等信息。
电能计量芯片具有多重安全防护功能，可以防止计量数据被篡改或伪造。
它采用了多层密码保护和数据加密技术，确保计量数据的安全性和可靠性。
此外，电能计量芯片还具有防雷击和抗干扰能力，可以在复杂的电磁环境中正常工作。
电能计量芯片的应用范围广泛，可以用于各种电能计量装置中。
在家庭中，它可以用于智能电表和电能监控装置，帮助用户了解并控制家庭的用电情况。
在工业和商业领域，电能计量芯片可以用于电能计量仪表和能源管理系统，帮助企业实现能源的高效利用和节约。
总之，电能计量芯片是一种先进的电子器件，具备高精度、高稳定性和多重安全防护功能。
它的应用可以帮助用户实现对电能的准确测量和节约使用，促进能源的高效利用和可持续发展。
贝岭BL6523计量芯片数据手册
单相多功能电能计量芯片
说明 正电源（+5V） ，提供模拟部分电源，正常工作时电源电压应该保持在 +4.75V~5.25V 之间。 电流通道的模拟输入， 管脚的最大差分电压±660mV， 增益可以调整， 详见寄存器 GAIN。 电压通道的模拟输入，管脚的最大差分电压 ±660mV，详见寄存器 GAIN。 参考电压端，片内基准电压标称值 2.5±8% ，温度系数典型值为 30ppm/°C。外部参考源可以接在这个管脚上。另外，该管脚需要使用 1uF 的陶瓷电容消除对地耦合。 内部模拟电路参考地。 内部数字电路参考地。 可选择数字输出，详见寄存器 AT_SEL。 默认输出 AT0=FAULT 、 AT1=REVP、AT2=ZX、AT3=nSAG。 中断请求输出端，低电平有效。 内部模拟电路及数字处理电路的主时钟，可引入外部时钟。晶振可并 联在 CLKIN 和 CLKOUT 上为 BL6523 提供时钟源，时钟频率为 3.58MHz。22pF 和 33pF 间的陶瓷负载电容可以使用在晶振电路中。 晶振可以通过该管脚和 CLKIN 管脚一起为 BL6523 提供时钟，当外 部时钟和晶振被引入时，该管脚可以驱动一个 CMOS 负载。 片选信号。 四线 SPI 串口的一部分， 该管脚的低电平输入允许 BL6523 与其它设备一起共用串行总线。 串行接口的同步时钟输入，所有的串行数据传输要与此时钟同步。 串行接口的数据输出端，数据在 SCLK 的下降沿由此端口输出，此端 口的逻辑输出一般处于高阻态，除非它在驱动数据进入串行数据总 线。 串行接口的数据输入端，数据在 SCLK 的上升沿由此端口移入。 校验脉冲输出脚，此管脚给出了有功功率的信息，这个输出可用来较 表，满刻度下的输出频率可以通过 WA_CFNUM 来调整。在计量小功 率时，CF 定脉宽为 90ms。当计量大功率时，CF 输出周期小于 180ms 时，CF 的脉宽为周期的一半。 芯片复位信号输入，低电平有效。 正电源（+5V） ，提供数字部分电源，正常工作时电源电压应该保持在 +4.75V~5.25V 间。该管脚需要通过 10uF 的电容与 100nF 的陶瓷电容 并联来消除耦合。
rn8209芯片工作原理
rn8209芯片工作原理RN8209芯片是一种集成电路芯片，广泛应用于电力行业中的电能计量设备和智能电网系统中。
它具有高精度、低功耗和强抗干扰能力等特点，能够准确测量电能并实现远程通信与数据传输。
本文将从RN8209芯片的工作原理、应用领域和发展前景等方面进行介绍。
一、RN8209芯片的工作原理RN8209芯片采用了高精度的Σ-Δ模数转换技术和数字信号处理技术，通过对电流和电压信号进行采样和处理，实现了对电能的测量和分析。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 电流采样与测量：RN8209芯片通过内部集成的电流传感器对电路中的电流进行采样，并将采样值转换为数字信号。
它能够实时监测电路中的电流波形和幅度，确保测量结果的准确性和稳定性。
2. 电压采样与测量：RN8209芯片通过外部连接的电压传感器对电路中的电压进行采样，并将采样值转换为数字信号。
它能够实时监测电路中的电压波形和幅度，确保测量结果的准确性和稳定性。
3. 功率计算与分析：RN8209芯片利用内部的数学运算单元，对电流和电压信号进行功率计算和分析。
它能够实时计算电路的有功功率、无功功率和视在功率等参数，为电能测量提供准确的数据支持。
4. 数据传输与通信：RN8209芯片通过内部的串行接口和通信协议，实现与上位机或其他设备之间的数据传输和通信。
它能够将测量结果和分析数据传输给用户或系统，实现远程监控和数据管理。
二、RN8209芯片的应用领域RN8209芯片作为一种高精度电能计量芯片，广泛应用于电力行业中的电能计量设备和智能电网系统中。
主要应用领域包括：1. 电能计量设备：RN8209芯片可以用于电能表、电能计量仪和电力监控设备等电能计量设备中，实现对电能的准确测量和计量。
它具有高精度和稳定性，能够满足各种电能计量要求，并支持远程通信和数据传输。
2. 智能电网系统：RN8209芯片可以用于智能电网系统中，实现对电网的监测、管理和控制。
它能够实时测量电网的电流、电压和功率等参数，提供电网状态的实时数据，为电网的优化调度和故障检测提供支持。
ADI发布两系列单芯片电能计量集成电路
ADI发布两系列单芯片电能计量集成电路ADI发布两系列单芯片电能计量集成电路类别：测试仪表美国模拟器件公司（ADI）发布了两系列单芯片电能计量集成电路（IC），它们兼备ADI公司的智能电池管理和创新的信号处理技术以满足全球ic37对高级功能、高可靠性电能表的需求。
随着固态电子式、抗故障电能表的增加（例如采用ADI公司提供的电能计量芯片开发的那些电能表），根据测量和新功能（例如远程抄表系统）的需求正在取代一直采用的传统的机电式电能表。
ADI公司新的ADE7100和ADE7500电能表系统芯片（SoC）系列包括带有智能电池管理模式的芯片，它允许电能表保持时间、检测温度变化、液晶显示器（LCD）数据读出并且完成其它的重要系统功能，同时功耗比同类器件降低至少40％。
这些高度集成的SoC基于ADI公司成熟的ADE电能计量内核（全世界已有一亿七千五百多万块电能表采用了ADI公司的电能计量芯片）能够完成以前需要6片IC才能实现的功能，因而进一步扩展了ADI公司业界领先的电能计量解决方案的产品种类。
“对于电能表设计工程师来说，他们需要更好的解决方案以便满足对高级功能、高可靠性液晶显示（LCD）电能表不断增长的要求，ADE7100和ADE7500系列为单相电能表提供了一种精确、低功耗而且智能管理的集成解决方案。
”中国电能表制造商林洋电子有限公司总工程师陆寒熹先生说。
“我们看好ADI公司，因为它根据以优良精度和可靠性设计电能计量解决方案的多年经验而处于业界领先地位。
” 高度集成度ADE7100和ADE7500系列为带有LCD显示的电能表提供了一种SoC解决方案。
这两系列产品将ADI公司的源于ADE7755的计量内核与智能电池管理电路相结合，其中包括一个内置电池开关和一个独立的状态机。
这些器件具有功耗电流仅1.2μA的低功耗电池模式，其功耗比同类解决方案至少降低40％，同时还允许电能表在停电时保持关键的功能——例如监视温度和主电源电压。
电工仪器仪表中常用的计量芯片种类及特点分析
电工仪器仪表中常用的计量芯片种类及特点分析在电力工程和自动化领域，电工仪器仪表扮演着至关重要的角色。
这些仪器仪表用于测量、监测和控制电力系统中的电流、电压、功率和能量等参数。
为了实现准确和可靠的测量，计量芯片作为电工仪器仪表的核心部件被广泛应用。
本文将对电工仪器仪表中常用的计量芯片种类及其特点进行分析和介绍。
1. 集成电路芯片集成电路芯片使用了微电子技术，将电路所需的各种元器件集成在一个芯片上。
这种芯片具有体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高等特点。
在电工仪器仪表中，集成电路芯片广泛应用于模拟信号的放大、滤波和运算，比如运算放大器、滤波器等。
此外，数字信号处理芯片也是一种常见的集成电路芯片，用于数字信号的处理和计算，例如数字滤波器、快速傅里叶变换器等。
2. 专用计量芯片专用计量芯片是根据电工仪器仪表的特定要求而设计的芯片。
它具有更高的精度和更强的抗干扰能力，能够满足特定的计量要求。
比如，为了测量电流，专用计量芯片会针对电流的特征进行优化，提供更好的线性度和动态响应；为了测量电压，专用计量芯片则会提供更高的输入阻抗和更低的噪声；为了测量功率和能量，专用计量芯片还会提供特殊的算法和接口。
专用计量芯片常见的应用包括功率计、电能表、电压互感器、电流互感器等。
3. 高精度ADC芯片ADC芯片（模数转换器芯片）用于将模拟信号转换成数字信号。
在电工仪器仪表中，高精度ADC芯片具有十分重要的作用。
它能够将电流、电压等模拟信号准确地转换成数字信号，并进行相应的计算和处理。
高精度ADC芯片的特点包括较高的分辨率、比较低的噪声、良好的抗干扰能力、快速的采样速率等。
这些特点使得高精度ADC芯片成为电工仪器仪表中实现精确测量的重要组成部分。
4. 高精度DAC芯片DAC芯片（数模转换器芯片）则用于将数字信号转换成模拟信号。
在电工仪器仪表中，高精度DAC芯片常用于输出控制信号、模拟参考电压等。
高精度DAC 芯片的特点包括低失真、低噪声、高稳定性等。
计量芯片
LOGIC公司推出的电子式电能表专用芯片CS5460的特点、控制方式、与输入信号微控制器的接口及其在电测仪表中的应用。
目前的芯片有TMS320F2812ADUC812DS805DB2CDB5463UADE51XXADE7753LPC2104AT73C500目前的公司（ADI Cirrus Logic Sames TDK）关键词：电子式电能表专用芯片CS5460 微控制器电测仪表近年来，电子式电能表在国际、国内得到了迅速推广。
国外许多IC厂家不失时机地推出了各种电子式电能表专用芯片。
目前，国内较为常用的单相电子式电能表芯片有德国CIRRUSLOGIC公司的CS5460、美国AD公司的AD7751和AD7755；三相电子式电能表专用芯片有美国ATMEL公司的A T73C500+AT73C501（AT73C502）等。
它们的共同特点是：①高度集成（集成了ADC、电压基准、功率计算模块）；高精度（测量误差大多小于0.3%）；②易接口（易于与微控制器或步进电机接口）。
这些芯片为设计低成本、高性能的电子式电能表提供了非常理想的解决方案。
值得注意的是，在这些专用芯片中，有一些不仅能够测量功率、电能，而且能够测量电压、电流等其它电量，如CS5460、A T73C500+AT73C501（AT73C502）等。
而许多电测仪表功能的实现都是以测量功率、电能、电压、电流为基础的，如电力设备交流阻抗测试仪、电力变压器综合参数测试仪等。
因此，如果拓展思路，将这些电子式电能表专用芯片用于测仪表产品的开发中，不仅可以缩短产品开发周期，而且能大大提高产品的性能。
笔者就运用CS5460成功地开发出了多功能电量监测仪。
1 CS5460的特点和内部结构1.1 CS5460主要特点·符合IEC521/1036、JIS工业标准·能够测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电能、电压有效值和电流有效值；能完成电能/脉冲转换·电能测量精度：0.1%·具有相位补偿和系统校准功能·具有2.5V片内电压基准（温漂60ppm/℃）·功率消耗<12mW·电源配置：V A+=+5V,V A-=0V;VD+=+3V～+5V或V A+=2.5V,V A-=-2.5V;VD+=+3V 1.2 CS5460的内部组成模块如下：·一个电流通道可编程增益放大器，其增益为10和50个可选·一个电压通道固定增益放大器，其增益为10·两个同时采样的∑-Δ模/数转换器·两个高速数字滤波器·两个可选用的高通滤波器·一个功率计算引擎·一个2.5V片内电压基准·一个可以检测电力不足或电源故障的电源监视器·一个持续监视串口通讯的看门狗·一个2.5MHz～20MHz可选的内部时钟发生器·一个双向串行接口·一个电能/脉冲变换器·一个校准用SRAM2 CS5460的功能控制和测量数据输出方式2.1 CS5460的功能控制CS5460的功能控制是通过写命令字的方式实现的。
国内外电能计量芯片产品简介
国内外电能计量芯片产品简介供稿人：吕玉洁供稿时间：2007-4-24 关键字：电能计量电子电度表国外发达国家上世纪80年代起开始使用电子电度表，90年代后，我国开始引进电子电度表技术。
与机械感应式电度表相比，电子电度表具有计量准确、性能稳定、量程扩展方便、防窃电和方便以后的智能化管理（如预付费、电子抄表等）优点。
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、TDK等国际公司占据。
美国模拟器件公司ADI（）的电能计量芯片内核包括有功功率、无功功率和视在功率的电能计算，以及电压和电流有效值的测量。
该内核还具有几种集成的电源监视功能，例如SAG检测、峰值检测和过零点检测。
ADI最新的ADE71xx和ADE75xx（ADE是Analog Devices Energy的缩写）系列产品是完整的SoC解决方案。
如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。
/en/subCat/0,2879,760_790_0__0_,00.htmlCirrus Logic公司（/en/）是一家开发高精度模拟和混合信号集成电路的半导体公司。
它的电能计量芯片主要有CS5451A、CS5461A、CS5462、CS5463、CS5464、CS5466、CS5467等。
/en/products/pro/techs/T14.html其中CS5467集成了四个Sigma-Delta模数转换器（Σ-ΔADC）、电能计算引擎、能量频率转换器及三个数字串行接口；能精确测量瞬时电流和电压，计算电压和电流有效值、瞬时功率、有用功率、视在功率以及无功功率；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。
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电能计量SA9904B,1引言新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设计简单性价比高1引言新型集成芯片不仅精确度高，而且硬件软件设计简单、性价比高。
着重介绍SA9904B，ATT7026A及CS54633种三相电能计量芯片的工作原理，比较其性能指标，为合理选择电能芯片提供了有力的帮助。
2电能计量芯片SA9904B是南非微电子系统有限公司设计开发的一种电能计量芯片，ATY7026A是珠海炬力集成电路设计有限公司开发的电能计量芯片，CS5463是美国CRYSTAL公司推出的带有串行接口的单相双向功率／电能计量集成电路芯片。
这三者都用于三相多功能电能计量，均适用于三相三线制的具有50Hz 或60Hz标准频率的电网，支持电阻网络校表和软件校表两种方式。
由于电能计量、参数测量和数据读取是电能芯片的核心部分。
下面主要从有功计量、无功计量、视在功率／电能计量、有效值测量、中断和SPI接口6个方面介绍芯片原理。
2．1SA9904B简介SA9904B有20个引脚，PDIP封装，12个元暂存器。
SA9904B包含9个代表各相的有功电能、无功电能与电源电压的24位元暂存器。
第10个24位元暂存器代表任何有效相位的市频，包含3个位址以保存与SA9604A的兼容性。
3个位址的任何其一可用于存取频率暂存器。
每相位的有功与无功功率被积存于24位元暂存器。
被测电路的电能或功率不直接提供给用户，但是可以通过公式计算。
计算每相的有功或无功电能：电能每计数=(VRATED×IRATED)／320 000；计算每相的有功或无功功率：功率=VRATED×IRATED×N／INTTIME／320 000。
其中：VRATED为电表的额定电源电压，IRATED为电表的额定电源电流，N=相继读数间的暂存器数值差数(△值)，INTTIME为相继读数间的时间差值(单位为秒)。
若要求合相有功电能，只能通过程序对三相有功电能求和，或通过有功功率脉冲输出F50计数。
芯片内的3个电压暂存器包含各相位测得的RMS电压值．用户可以直接从暂存器中读取。
SA9904B不具有中断功能。
串行周边的接口汇流排(SPI)为一同步汇流排，使用于微控器与SA9904B之间的数据传输。
引脚D0(串行数据出端)，DI(串行数据入端)，CS(芯片选项)与SCK(串行时脉)用于此汇流排的应用。
SA9904B为从器件，。
而微控器为汇流排主器件。
CS 输入启始与终止数据传输。
SCK信号(微控器发送的)选通微控器与SA9904B的SCK引脚间的数据。
DI与DO引脚为SA9904B的串行数据输入与输出引脚。
2．2ATT7026A简介ATT7026A44个引脚，QFP44封装，102个寄存器翻。
有功功率通过求瞬时功率代数均值获得。
分相、合相有功功率分别存入指定寄存器，供用户读取。
无功功率是通过将电压采样信号作一90°相移，再求瞬时功率的代数均值获得。
分相、合相无功功率同样提供给用户。
芯片中有电能累加寄存器，能够提供分相、合相有功、无功电能，但不提供电网周期累加模式。
芯片通过能量脉冲生成器，提供校表脉冲CFl和驱动步进电机的低频脉冲F1／F2。
由于芯片提供电流和电压有效值，用户也可用公式S=VRMS×IRMS，通过MCU计量分相、合相视在功率。
有效值测量通过对电压、电流的采样数据求均方值实现。
能够同时计算6通道的有效值，结果存在指定的寄存器中供用户读取。
此外，芯片不仅提供分相电流、电压有效值．还提供三相电流、电压矢量和的有效值，用户可在指定寄存器中读取。
ATT7026A不具有中断功能。
芯片内部集成了SPI串行通信接口，使用2条控制线和2条数据线。
更新校表数据寄存器的命令字为：最高两位是10，低6位是校表寄存器的地址；写特殊命令字操作(配合软件校表)的命令字为：最高2位是11，低6位是特殊命令字的类型。
芯片提供清校表数据、校表数据读出、校表数据写使能、软件复位共4种特殊命令。
2．3CS5463简介CS5463有24引脚，SSOP封装，32个寄存器。
采样得到瞬态电压和电流的数字量，把每对瞬态电压和电流的数据相乘，得到瞬时有功功率的采样值。
每个A／D采样周期后．新的瞬态功率采样值就存入功率寄存器，N个瞬时功率采样值为一组，每组的值累加和用于计算以后放在能量寄存器中的数值，它与电路在N个A／D转换周期中的有功功率值成正比。
同样原理，电压和电流有效值也利用最近的N个瞬态电压、电流采样值计算，并可从RMS电压和电流寄存器中读出。
视在功率可以在视在功率寄存器中直接读取，也可以对E2输出的与视在功率成正比的脉冲进行计量得出。
CS5463带有中断功能。
中断处理流程为：读状态寄存器→禁止所有中断→转向相应的中断处理程序→将读出的值写回，以清除状态寄存器→重新开中断→从中断处理程序中返回。
CS5463的串行口包括4条控制线：CS、SDI、SDO、SCLK，如果片选CS直接与逻辑O相连接，则只需要3条线就可以完成串行口的操作。
一个数据的传输总是从向串行接口的SDI发送8位命令开始，当命令中包括一个写入操作时，在其后的24个SCLK 周期内，串口将持续从SDI引脚读入串行数据。
当发出一个读取命令时，。
串口将根据发出的命令，在其后的8、16、24个SCLK周期从SD0引脚上串行输出寄存器内容。
3性能指标比较SA9904B，ATT7026A及CS5463都具有功能强大，软件、硬件实现方便，。
计量精度高，价格便宜等优点，广泛适用于电能测量控制领域。
但在性能、指标方面仍存在较大差别。
3．1精度(1)SA9904B符合IEC61036一级交流电能表的规定要求，符合IEC61268二级VAR时数电表的规定要求。
RMS电压的测量精度为1％，有功功率的测量精度为1．0级。
适合做三相的有功和无功仪表，在做三相多功能表时测量精度有待加强。
(2)ATT7026A有功电能计量满足1级、0．15级。
符合IEC687／1036和GB／T1721521998标准。
无功电能计量满足2级、3级，符合IECl268和GB ／T1788221999标准。
有功、无功电能计量在1000：l的动态范围内误差均小于O．11％。
可精确测量至含21次谐波的有功、无功和视在功率。
电压通道输入10—1000mV时，有效值误差小于叭5％。
电流通道输入2～l000mV时，有效值误差小于0．15%。
线电压频率测量范围10~500Hz。
(3)CS5463CS5463的精度较高，符合IEC，ANSI，JIS工业标准。
电能数据线性度在1000：1动态范围内为±0．1％，电能计量精度：在300：1动态范围以上每秒读取0．1％；电压测量精度：读数的O．1％；电流测量精度：读数的0．1％：瞬时功率测量精度：。
读数的0．1％。
3．2电气参数(1)SA9904B单±5V或±2．5V供电，VDD=2．5V，VSS=一2．5V，IDDmax=11mA，时钟3．5795MHz，电流感应输入范围一25～+25μA。
(2)ATT7026A单+5V供电，VDD=3．OV，IDDmax=28mA，时钟为24．576MHz，VRER=2．4V，电流、电压通道最大输入差分电压±1．5V。
(3)CS5463单+5V或±2.5V供电，VDD=2．5V，VREF=2.4V，时钟为4．096MHz，电流、电压通道最大输入差分电压±o．15V。
3．3工作环境(1)SA9904B其工作温度范围为一10℃~+70℃。
(2)ATT7026A其工作温度范围为一40℃~+85℃。
(3)CS5463其工作温度范围为一40℃～+85℃。
3．4运算时间(1)SA9904B内部2个16位二阶的∑一△A／D转换器，以1．7897MHz 的速度采样。
24位元暂存器在额定条件下于320K／s采样。
(2)ATT7026A16位A／D转换器采样速率3．2kHz．当复位引脚低电平大于20μs时，器件进入复位状态，功率寄存器、有效值寄存器、功率因数寄存器、电流电压相角寄存器更新时间为l／3s，第一次上电需650ms才能有正确值。
(3)CS546324位△一∑调制器以MCLK／8S／s的速度进行采样。
当复位引脚低电平大于50ns时，芯片进入复位状态，温度传感器每560ms更新一次，状态传感器每4kHz更新一次。
3．5计量参数(1)SA9904B双向有功与无功功率／电能测量．RMS电源电压与频率。
(2)ATT7026A分相／合相有功、无功功率／电能，分相／合相视在功率，功率因数，相角，线电压频率，分相／三相电压、电流有效值。
(3)CS5463瞬时电压，电流和功率；IRMS和VRMS，视在功率，有功和无功功率；有功的基波和谐波功：无功的基波功率，功率因数，频率。
3．6监控能力(1)SA9904B断相／相序错误故障检测。
(2)ATY7026A电源／启动电流／功率反向监控，相序／失压/硬件端口检测。
(3)CS5463电源／功率反向监控，欠流／过压／欠压／掉电监测。
3．7中断(1)SA9904B无中断事件发生(2)ATT7026A无中断事件发生(3)CS5463过压、过流、电压／电流有效值超出其范围、电能超值、温度／电压／电流通道调制器检测、欠压或电力故障。
4结语着重介绍了SA9904B，ATT7026A，CS5463等三相高精度电能计量芯片的原理，随后比较了芯片的性能指标。
SA9904B提供有功、无功电能，但不提供视在功率和相角等参数，。
且测量精度不高；ATT7026A提供各分相、合相参数，但不具有中断功能；CS5463不但提供各种计量参数，而且提供中断，可以从串行EEPROM智能“自引导”，不需要微控制器，更有低于12mW的超低功耗。
在工程应用中，用户可以根据各芯片不同的性能指标并结合实际需要合理选择电能芯片。