基于90E46的單相智能電表設(shè)計(jì)方案

　　圖3 90E46 校表流程

溫度傳感器

　　90E46內(nèi)部集成的溫度傳感器準(zhǔn)確度為±1℃，基于該溫度傳感器，可對RTC和參考電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，達(dá)到更好的計(jì)量性能和RTC準(zhǔn)確度。

　　芯片內(nèi)部有專門的溫度傳感器ADC采樣模塊，該模塊可以設(shè)置成周期性自動(dòng)執(zhí)行的方式，并且可以設(shè)定ADC采樣數(shù)據(jù)的上下限閥值和喚醒。這個(gè)功能使得低功耗狀態(tài)下的RTC溫度補(bǔ)償特別方便。MCU在進(jìn)入低功耗狀態(tài)前，只要先設(shè)置好溫度自動(dòng)采樣周期（如20s）和上下限閥值。進(jìn)入低功耗狀態(tài)后，芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)行周期性溫度采樣，當(dāng)ADC采樣值超出上下閥值的范圍時(shí)，會(huì)喚醒MCU，由MCU對RTC進(jìn)行溫度補(bǔ)償修正。

　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）外置晶振的溫度補(bǔ)償

　　系統(tǒng)外接單一32768Hz晶體作為系統(tǒng)時(shí)鐘源，這也作為RTC的時(shí)鐘源。石英晶體振蕩器的振蕩頻率對外部溫度非常敏感，環(huán)境溫度的上升或者下降都會(huì)引起中心頻率的漂移，從而造成RTC計(jì)時(shí)的偏差。為了彌補(bǔ)這種誤差，系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測晶體周圍環(huán)境溫度，然后根據(jù)晶體的頻率溫度特性對32768Hz晶體的頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償，以確保補(bǔ)償后的頻率在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定不變。

　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）的整個(gè)補(bǔ)償過程包括：晶體周圍環(huán)境溫度的采集，和歷史溫度的比較，晶體誤差的計(jì)算，補(bǔ)償?shù)葞讉€(gè)過程。為了最大限度降低系統(tǒng)功耗，上述 RTC溫度補(bǔ)償過程中的大部分環(huán)節(jié)都可以通過90E46內(nèi)部相應(yīng)的硬件電路來實(shí)現(xiàn)，不需要CPU的干預(yù)。完整的RTC溫度補(bǔ)償流程如圖4所示：

　　圖4 RTC溫度補(bǔ)償流程

　　小結(jié)

　　90E46將計(jì)量模擬前端（AFE）、微處理器（MCU）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和LCD驅(qū)動(dòng)集成到單一芯片中，是真正意義上的單相智能電能表SoC芯片。采用90E46設(shè)計(jì)的電能表，其外圍器件和電路都變得簡單明了。采用90E46可實(shí)現(xiàn)1（100）A的單相電能表設(shè)計(jì)，從而讓電能表生產(chǎn)廠家采用同一設(shè)計(jì)涵蓋不同量程的電能表需求，減少產(chǎn)品開發(fā)投入，降低元器件和庫存管理成本。

　　附錄：產(chǎn)品參數(shù)與測試數(shù)據(jù)

　　寬量程電能表產(chǎn)品參數(shù)

　　電能表的基本參數(shù)為：

　　參比電壓：AC 220V

　　電流規(guī)格：1（100） A

　　參比頻率：50Hz

　　儀表常數(shù)：3200imp/kWh， 3200imp/kvarh

　　計(jì)量動(dòng)態(tài)范圍測試結(jié)果