一款多功能电能计量芯片简介(CS5463)

1、汇报人：李贵玉汇报时间：2017/9/28信息工程学院E211实验室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6CONTENTS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。CS5463CS5463SSOP（Shrink Small-Outline Package）:即窄间距小外型塑封。哦，原来是这样！哦，原来是这样！该芯片不仅延续了广受欢迎的该芯片不仅延续了广受欢迎的CS5460A的功能，与其引脚完全兼的功能，与其引脚完全兼容，而且新增了如下等测量功能。容，而且新增了如下等测量功能。 有功功率

2、 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 温度传感器电阻元件上所消耗的功率叫做有功功率。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。无功功率无功功率电压与电流的直接乘积叫做视在功率。视在功率视在功率PS:在交流电路中在交流电路中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6CONTENTS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

3、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

4、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。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

5、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250mVCS5463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6CONTENTS工作原理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/频率转换步进电机应用特性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/OC）内带电源监视器简单的三线数字串行接口可

6、以从串行EEPROM进行“自引导”，不需要微控制器PSActiveTrNnnAVgQNQQ22lg1三角无功功率：平均无功功率：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6CONTENTSTypical Connection Diagram (Single-phase, 2-wire Direct Connect to Power Line)Typical Connection Diagram (Single-phase, 2-wire Isolated from Power Line)Typical Connection Diagram

7、(Single-phase, 3-wire)Typical Connection Diagram (Single-phase, 3-wire No Neutral Available)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45小结6CONTENTS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。公司名称公司名称国家国家/地区地区主要主要(最新最新)芯片芯片ADI美国(ADE71xx、ADE75xx)Cirrus Logic美国CS5451A、5461A、5462、5463、

8、5464、5466、5467SAMES南非具体见表2表表1 国外主要的电能芯片公司简介国外主要的电能芯片公司简介SAMES公司的相关产品情况如表2所示。单相单电流输入单相单电流输入单相双电流输入单相双电流输入三相三相应用应用SA2002HSA2007HSA9605A快速脉冲输出，应用于基于MCU的电能表SA4101A/4104A、B/4106ASA2005M/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SA2002PSA2007P校准和设置存储在外部EEPROM中，

9、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SA9903BSA9904BSPI输出，电压有效值、频率、有功、无功测量，应用于基于MCU的电能表表表2 SAMES公司芯片情况表公司芯片情况表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： CS546

10、7 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。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。公司名称公司名称国家国家/地区地区主要主要(最新最新)芯片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6CONTENTS 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