CSE7759在计量插座及嵌入式电能计量模块中的应用_WW.pdfVIP

CSE7759 在智能插座及嵌入式电能计量模块中的应用 摘要： 本文介绍了CSE7759 在智能插座及嵌入式电能计量模块中的应用，系统通过CSE7759 内置的24bit Sigma-Delta ADC 模块以及DSP 模块得到用电器当前电压、电流、功率等信息， 并以脉冲方式输出给MCU ，再由MCU 送往LCD 显示器或者无线发射模块，从而实现本地 或者远程的用电器实时运行情况监控，亦可通过继电器实现供电控制。  0 引言 随着生活水平的提高，绿色环保概念越来越深入人心，人们需要实时的知道家里每一个 用电器的耗电及运行情况，并及时的找出家庭内部浪费电能的环节，为绿色地球贡献力量。 因此，智能插座或者内嵌计量模块的家电产品，正随着物联网的普及而步入人们的生活。 一、系统设计 本系统原理框图如图1 所示。 电源管理 L 锰铜 MCU 无线模块 电流采样 220V CSE7759 用电器 终端机 N 电压采样 图1 ：原理框图 本系统计量芯片采用的是深圳市芯海科技有限公司生产的 CSE7759 。该芯片通过脉冲 的形式能够提供有功功率、有功能量、电流有效值、电压有效值。 1、计量设计 （1）电流信号采样 电流采样的等效电路如图 2 所示，电流流经锰铜分流器时，会在计量芯片的电流采样 通道上产生一个压降，不同的电流信号在分流器上形成的压降不同，计量芯片通过采集在分 流器上形成的电压信号，从而实现了对电流信号的采集，分流器的阻值不宜过大，当有大电 流流过的时候，分流器的阻值如果过大容易造成分流器的发热，从而影响分流器阻值的大小。 （2 ）电压信采样 电压采样通常是采集的是零线上的信号，由于电压信号较大，直接通过电阻网络降压 的方式实现对电压信号的采样，原则上电压采样的信号不应超过通道最大允许输入值的二分 之一，CSE7759 电压通道的最大允许输入信号为470mv，则在设计的时候电压通道的最大 采样信号应设为230mv 左右。 （3 ）功率校准 加载标准负载（功率值已知为P0 ）测量出此时计量芯片7759 的脉冲输出端CF 的输出 周期T0 有： 功率校准系数KP=T0*P0 即KP=T0*P0 当加载一个未知的负载时，通过 MCU 测量出其脉冲的周期 T1,有 T0*P0=T1*P1 则 P1=KP/T1 （4 ）电压、电流校准 电压与电流的计算方式等同于功率的计算方式 2 、通信设计 通信模块采用的是 433MHz 的工作频率的小无线模块，模块采用的是SPI 总线方式与 MCU 通信。通过该无线模块可实现对功率、电压、电流的校准以及对各负载用电数据的读 取。 二、总结 CSE7759 具有小体积（SOP8 封装），内置振荡器，外围电路简单，精度高等特点可以 使得整个PCB 非产小，满足智能插座级家电计量模块小型化的需求，同时其还具有丰富的 功能（可提供电压有效值，电流有效值和瞬时功率）和很高的精度，是智能插座及家电计量 模块中电能计量芯片的最佳选择。 基于 CSE7759 设计的智能插座及家电计量模块，经过测试，能够准确的实现对用电器 用电情况的计量。