计量插座芯片选型
1、CSE7780芯片简介
CSE7780能够测量有功功率、有功电能,并能同时提供两路独立的有功功率和电流有效值、电压有效值﹑线频率,过零中断等,可实现灵活的防窃电方案。
CSE7780支持全数字的增益、相位和offset校正;有功电能脉冲从PF管脚输出。CSE7780提供SPI串行接口,方便与外部MCU之间进行通讯。CSE7780内部的电源监控可以保证上电和断电时芯片可靠性工作。
2、芯片特点
■ 提供3路Σ-△ADC;
■ 有功电能误差在2000:1的动态范围内<0.1%,支持IEC62053-22:2003标准;
■ 提供一路电压、两路电流有效值测量,在400:1的动态范围内,有效值误差小于<0.5%;
■ 潜动阀值可调;
■ 提供反相功率指示;
■ 提供电压通道频率测量;
■ 提供电压通道过零检测;
3、功能框架
4、典型功能原理简介
(a)电源
CSE7780片内包含一个电源监测电路,连续对模拟电源(AVDD)进行监控。当电源电压低于4V±0.1V时芯片被复位,当电源电压高于4.3V±0.1V时芯片正常工作。
图2 电源检测特性
为保证芯片正常工作,AVDD的波动不应超过5V±5%。
(b)
模数转换
CSE7780包括三路ADC,一路用于相线电流采样,一路用于零线电流采样,一路用于电压采样。配置系统控制寄存器中的ADC2ON 寄存器位打开/关闭电流通道B。
ADC采用全差分方式输入,电流、电压通道信号输入幅度为峰值700mV。通过配置系统控制寄存器(SYSCON 0x00H)中的Bit9~Bit7、Bit5~Bit0位,可以分别对三路ADC配置放大倍数,放大倍数5档可选:1、2、4、8、16。电流通道A 的增益放大倍数默认为16倍。
(c)中断系统
硬件:CSE7780的IRQ_N通常和MCU的外部中断管脚/INT相连,当IRQ_N由高变低时MCU产生/INT中断。MCU作为SPI主机,CSE7780作为SPI从机。
中断处理程序:
步骤一:MCU中断初始化
1. MCU读CSE7780 RIF,清IF和RIF中断标志;
2. 配置CSE7780 IE寄存器,使能需要的中断允许位以产生IRQ_N;
3. MCU使能/INT外部中断,等待CSE7780中断事件发生,IRQ_N输出触发/INT中断,跳入/INT 的中断入口地址。
步骤二:MCU 中断服务程序
1. 关闭MCU全局中断和/INT中断;
2. MCU通过SPI读RIF寄存器,清IF和RIF寄存器,将IRQ_N恢复到高电平;
3. MCU通过判断RIF的中断标志来判断CSE7780的中断源,转而执行相应的中断处理程序。在此过程中,CSE7780若发生新的中断事件,IF相关标志置位,IRQ_N也会由高变低,触发MCU /INT中断标志置位,记录了此事件;
4. 执行完中断处理程序,MCU打开全局中断和/INT中断,并恢复现场后中断返回。中断返回后,若检测到/INT中断标志,程序又进入到外部中断ISR中,重复2。若未检测到/INT中断标志,说明中断处理过程中未发生中断事件,程序继续运行。
图3 CSE7780中断处理过程
基于CSE7780芯片计量插座方案
方案特点
高抗干扰性能;计量范围宽;功率分辨率高。
图4 计量插座
方案框架图
图5 计量插座框架图
相关资料完整下载: 芯海CES7780用户手册
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