基于90E46的單相智能電表設計方案

　　圖3 90E46 校表流程

溫度傳感器

　　90E46內部集成的溫度傳感器準確度為±1℃，基于該溫度傳感器，可對RTC和參考電壓進(jìn)行溫度補償，達到更好的計量性能和RTC準確度。

　　芯片內部有專(zhuān)門(mén)的溫度傳感器ADC采樣模塊，該模塊可以設置成周期性自動(dòng)執行的方式，并且可以設定ADC采樣數據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溫度補償特別方便。MCU在進(jìn)入低功耗狀態(tài)前，只要先設置好溫度自動(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)行溫度補償修正。

　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）外置晶振的溫度補償

　　系統外接單一32768Hz晶體作為系統時(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計時(shí)的偏差。為了彌補這種誤差，系統需要實(shí)時(shí)監測晶體周?chē)h(huán)境溫度，然后根據晶體的頻率溫度特性對32768Hz晶體的頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)的補償，以確保補償后的頻率在整個(gè)工作溫度范圍內穩定不變。

　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）的整個(gè)補償過(guò)程包括：晶體周?chē)h(huán)境溫度的采集，和歷史溫度的比較，晶體誤差的計算，補償等幾個(gè)過(guò)程。為了最大限度降低系統功耗，上述 RTC溫度補償過(guò)程中的大部分環(huán)節都可以通過(guò)90E46內部相應的硬件電路來(lái)實(shí)現，不需要CPU的干預。完整的RTC溫度補償流程如圖4所示：

　　圖4 RTC溫度補償流程

　　小結

　　90E46將計量模擬前端（AFE）、微處理器（MCU）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和LCD驅動(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設計的電能表，其外圍器件和電路都變得簡(jiǎn)單明了。采用90E46可實(shí)現1（100）A的單相電能表設計，從而讓電能表生產(chǎn)廠(chǎng)家采用同一設計涵蓋不同量程的電能表需求，減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)投入，降低元器件和庫存管理成本。

　　附錄：產(chǎn)品參數與測試數據

　　寬量程電能表產(chǎn)品參數

　　電能表的基本參數為：

　　參比電壓：AC 220V

　　電流規格：1（100） A

　　參比頻率：50Hz

　　儀表常數：3200imp/kWh， 3200imp/kvarh

　　計量動(dòng)態(tài)范圍測試結果