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  物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著人們對(duì)節(jié)能環(huán)保，以及電器安全使用意識(shí)的提高，“能源智慧管理”、“設(shè)備故障預(yù)判”、“智能診斷”成為了智能電器產(chǎn)品的熱門(mén)口號(hào)。

  因此，包括空調(diào)、冰箱、插座在內(nèi)的大小家用設(shè)備，在智能化升級(jí)過(guò)程中，都紛紛置入了電能計(jì)量芯片，通過(guò)電流、電壓、功率等用電參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控、顯示電器運(yùn)行狀況，以實(shí)現(xiàn)過(guò)壓檢測(cè)、過(guò)流檢測(cè)、故障預(yù)判、故障檢測(cè)及定位、用電提醒等功能。

圖1：基于電能計(jì)量實(shí)現(xiàn)家電、能源智慧管理

  不過(guò)，電能計(jì)量對(duì)精度的要求往往極高，以避免造成誤判。因此，為了提高計(jì)量精度，目前市面上可以看到的智能家電，其采用的電能計(jì)量芯片都是經(jīng)過(guò)了整機(jī)校準(zhǔn)的。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，智能家電行業(yè)需求也越來(lái)越碎片化，投入大量的專業(yè)設(shè)備和人力成本進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)顯然得不償失，有沒(méi)有更好的解決方案呢?

  眾所周知，電能計(jì)量最開(kāi)始是應(yīng)用于電表當(dāng)中的。在電表生產(chǎn)過(guò)程中，每臺(tái)電表在出廠時(shí)都需要通過(guò)專業(yè)的設(shè)備和繁瑣的步驟進(jìn)行校準(zhǔn)，才能達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，其存在的弊端也顯而易見(jiàn)：

  其一，專業(yè)設(shè)備的價(jià)格往往要花費(fèi)幾萬(wàn)到十幾萬(wàn)元不等，精度要求越高價(jià)格越貴;其二，電表出廠校準(zhǔn)步驟繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力;其三，電表的外觀、形狀、接入方式都必須嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，才可以做到統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)批量校準(zhǔn)。

  然而，對(duì)于碎片化的智能家電市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，將外觀、形狀和接入方式統(tǒng)一本就是個(gè)大難題，況且還需要投入設(shè)備、人力、時(shí)間，這對(duì)于小規(guī)模廠商而言，操作成本太高。

而由芯?？萍甲灾餮邪l(fā)的高精度單相多功能免校準(zhǔn)計(jì)量芯片CSE7766，可以有效幫助家電廠商省去這一環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速上市，搶占市場(chǎng)。

  免校準(zhǔn)、高精度!

  芯?？萍?/span>CSE7766具有外圍元?dú)饧?、芯片體積小(sop8)等特點(diǎn)，工作電壓5V，滿足50/60Hz IEC 687/1036標(biāo)準(zhǔn)的精度要求，在1000:1范圍內(nèi)達(dá)到0.2%的精度。由于芯片在出廠時(shí)已經(jīng)完成了校準(zhǔn)，因此客戶不需要再搭建復(fù)雜的校準(zhǔn)環(huán)境，無(wú)需任何設(shè)置就可以通過(guò)UART(4800bps)直接讀取電壓、電流、功率和電能等相關(guān)參數(shù)。

  由于國(guó)家電表標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求，家用電表要達(dá)到2級(jí)表的標(biāo)準(zhǔn)才是合格產(chǎn)品，即計(jì)量誤差要控制在±2%以內(nèi)。因此，如何使電能計(jì)量芯片在“免校準(zhǔn)”的條件下計(jì)量誤差控制在2%以內(nèi)，成為芯海科技研究的重點(diǎn)。

圖2：CSE7766應(yīng)用圖例

  如圖2所示，V1P、V2N為電流通道，采用差分信號(hào)進(jìn)行采樣，則電路誤差來(lái)源于電阻R1;V2P為電壓通道，采用差分信號(hào)(V2P對(duì)地差分)進(jìn)行采樣，則電路誤差來(lái)源于電阻R4及R5。

  這里我們將著重說(shuō)明電能誤差。

  電能計(jì)算公式為：

  t1 是CSE7766的增益誤差;t2是CSE7766的時(shí)鐘誤差。

  由于芯片工藝生產(chǎn)的誤差，在沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)校時(shí)，CSE7766的增益誤差和時(shí)鐘誤差會(huì)達(dá)到±10%左右，通過(guò)芯?？萍紦碛凶灾髦R(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，對(duì)CSE7766進(jìn)行出廠前的測(cè)試、修正后，可以保證CSE7766的增益誤差和時(shí)鐘誤差在±1%以內(nèi)。

  因此，當(dāng)CSE7766所帶的來(lái)誤差為1%時(shí)，外部硬件(R1、R4、R5)的精度， 將決定整個(gè)家電產(chǎn)品的電能計(jì)量精度。把外部硬件整體誤差限制在1%以內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)把電能計(jì)量精度限制在2%以內(nèi)。

  當(dāng)然，若客戶產(chǎn)品對(duì)精度有更高的要求，CSE7766也充分預(yù)留了多次校準(zhǔn)機(jī)會(huì)，供客戶進(jìn)一步進(jìn)行整機(jī)校準(zhǔn)，以獲得更高精度。

  在智能家電產(chǎn)品中加入電能計(jì)量功能已經(jīng)成為市場(chǎng)趨勢(shì)，而選擇一個(gè)免校準(zhǔn)的電能計(jì)量芯片將為家電廠商省去設(shè)備的投入和繁瑣的校準(zhǔn)步驟，極大縮減成本及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，使產(chǎn)品擁有更早的上市時(shí)機(jī)及更低價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中突圍而出。