方案介绍

物联网创业新品中智能插座是其中的焦点，其背后的主要原因应该是家庭生活都离不开电源，这里是以深圳芯海公司的CSE7780为核心基础的智能电量检测节能插座方案是目前许多智能插座企业产品的基础。当然如果能嵌入物联网WiFi或ZigBee模块的话，就是“传说”中的智能无线插座了，甚至功能上更加突出。

智能节能插座系统结构 

本设计方案由计量模块、显示模块和控制模块三部分组成 

智能节能插座功能模块简述 

1、计量功能设计 

本系统采用的是CSE7780，该芯片能够提供有功功率、有功能量、电流有效值、电压有效值、线频率、过零中断等功能，提供全数字增益、相位、偏置电流校准，有功能量脉冲从PF管脚输出。此外，CSE7780提供一个SPI串行接口，可以与外部MCU进行通信，而且内部具有电源监控电路，可以保障芯片的正常作。本系统计量包括电流、电压采样两部分。 

（1） 电流信号采样

电流采样电路中，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。 

（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，本系统设计直接通过电阻网络降压的方式实现对电压信号的采样。 

2、显示模块设计 

本系统设计方案的显示部分采用的液晶驱动控制芯片为HT1621，该液晶驱动能够4*32的液晶段码，完全能够满足显示驱动的要求，可显示电量、电压有效值、电流有效值、有功功率等信息。 

3、电源模块 

从产品的空间因素方面考虑，本系统设计的电源采用了非隔离电源，该电源电路能够提供大约60mA的电流。 

方案框图

产品名称-单相多功能计量芯片CSE7780

   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压有效值、电流有效值、线频率、过零中断等，可实现灵活的防窃电方案。 

主要参数

提供3路Σ-△ADC

在2000:1的动态范围内误差小于0.1%

支持软件校表

芯片特点

提供3路∑-△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  

提供SPI接口 

内置2.45V±3%参考电压，温度系数典型值为25ppm/℃  

采用SSOP24无铅封装

应用场合

国网单相智能电能表

其他工业单相计量

功能框图

CSE7780简介　

中国领先的高性能模数、数模混合集成电路设计解决方案供应商深圳芯海科技日前正式发布了一款符合国网新标准的单相多功能计量芯片——CSE7780。该芯片是芯海科技继推出高精度单相有功功率计量芯片CSE7755B实现低成本电表方案，以及填补国内数模混合三相电能计量芯片空缺的三相电能计量芯片CSE7752后，又成功推出的能够测量电压有效值、电流有效值、平均有功功率等各种电网参数，且具有防窃电功能的单相多功能计量芯片。与传统电能表相比，智能电表在精度的要求上也比以往更加严格，要求测量的范围也更宽，除了能够准确计量电量外，还要求能够测量电压、零线与火线电流、功率等电参量。CSE7780完全满足了这些应用需求，并符合国家电网的新标准要求。

　　CSE7780采用了芯海科技成熟的3 路Σ-△技术，可分别用于相线电流采样、零线电流采样以及电压采样。在动态范围(2000:1)内，CSE7780能够提供两路电流有效值、一路电压有效值，非线性误差小于0.1%；在动态400:1的范围内，CSE7780还能保持小于0.5%的有效值误差。除了高精度和高稳定性外，CSE7780还提供了丰富的应用功能，诸如有功功率、有功能量、电流有效值、电压有效值、线频率、过零中断等功能，同时还提供全数字增益、相位、失调校准，有功能量脉冲从PF管脚输出等。“CSE7780的另一优势在于能够运用软件校表，CSE7780 提供了包括电表常数(HFConst)可调、A/B 通道的增益校正和一致性校正、A/B 通道的相位校正、A/B 通道的有功和有效值offset 校正、小信号加速校正功能、校表数据自动校验功能在内的6种软件校表功能，经过校正的仪表，有功精度可达0.5S 级。”芯海科技设计部总监刘小灵指出。