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2011年5月三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片三相多功能防窃电计量芯片RN8302RN8302企业介绍公司概况深圳市锐能微科技有限公司成立于2008年5月，是一家高科技半导体技术公司，专业从事集成电路的研发、生产和销售。公司坚持自主创新，具有完整的集成电路设计队伍，硕士及以上学历占三分之一以上。公司现属国家集成电路企业和软件企业，为深圳市半导体行业协会会员单位，深圳市软件行业协会会员单位。产品简介基于对市场需求的准确把握，已成功在电能计量领域推出性能完全满足国家电网智能电表新标准的单相计量芯片，占据市场份额近70%。截止2011年5月份，单相多功能防窃电计量芯片RN8209销售片。3000万经过一年的精心研究开发和一年的详细、严酷逐项测试验证，三相多功能防窃电计量芯片RN8302于2011年5月成功推出。这颗芯片必将为客户提供功能完备、高可靠的使用体验，为客户创造价值，提升竞争力。高性能多功能高可靠低功耗RoadMap公司致力于做一流集成电路设计公司，展望未来，锐能微将以务实的精神进入更广阔的能源领域，为能源管理助力。产品介绍功能更全功能更全功能更全功能更全性能更好性能更好性能更好性能更好可靠性更高可靠性更高可靠性更高可靠性更高功耗更低功耗更低功耗更低功耗更低价格更优价格更优价格更优价格更优拥拥拥拥有有有有十十十十余余余余项项项项专专专专利利利利技技技技术术术术RN8302RN8302RN8302RN8302特点特点特点特点8888功能示意图功能示意图功能示意图功能示意图9999功能列表功能列表功能列表功能列表基波全波的有功、无功、视在电能正向和反向有功电能计量能量绝对值、代数和可选全波、基波和谐波的有效值全波、基波的功率及功率因数高精度的频率测量精确的基波相角测量阈值可调的潜动启动功能有功、无功、视在的快速脉冲计数4路可配置的脉冲输出口10101010功能列表功能列表功能列表功能列表逆相序检测7路过零检测电压暂降检测过压、过流检测阈值可设置的失压检测电压、电流波形缓存数据电流互感器开路短路检测全失压检测11111111高精度高精度高精度高精度、、、、宽动态范围宽动态范围宽动态范围宽动态范围动态范围内精度0.1%动态范围优于5000：112121212基本误差试验10Ib~0.1%Ib范围内0.1%不平衡负载误差试验0.1%变差试验0.04%启动试验精度误差0.1%潜动试验合格试验结果试验结果试验结果试验结果环境温度影响试验-40~80℃-25ppm/℃电压影响试验无影响跳差0.08%频率影响试验无影响47.5~52.5hz跳差0.07%逆相序影响试验无影响跳差0.05%电压不平衡影响试验无影响跳差0.05%谐波影响试验无影响跳差0.05%负载电流升降变差0.01%13131313精度数据精度数据精度数据精度数据14141414精度数据精度数据精度数据精度数据Ib=1.5A50mv采样输入Un=220VAC220mv采样输入6400imp/kwh思达三相源15151515高可靠性高可靠性高可靠性高可靠性样表通过EMC静电18000伏脉冲群6500伏高频电磁场30V/M80M~2GHz外磁场0.8mTEMI试验无线电干扰测量GB9254B级16161616低功耗低功耗低功耗低功耗四种工作模式四种工作模式四种工作模式四种工作模式模式功耗应用EMM5mA计量模式：正常计量和测量NVM12mA低功耗全失压电流有效值测量（1分钟1次1.6s有效值测量平均功耗＝56μA）NVM2150μA低功耗全失压电流预判（1分钟1次320ms预判平均功耗＝0.8μA）SLM2μA睡眠状态17171717防窃电防窃电防窃电防窃电全失压功能全失压功能全失压功能全失压功能NVM2全失压预判模式功耗150μANVM1全失压电流有效值测量模式功耗2mA，精确测量电流有效值互感器开短路检测功能互感器开短路检测功能互感器开短路检测功能互感器开短路检测功能二次侧开路检测二次侧短路检测18181818防窃电防窃电防窃电防窃电支持零线防窃电支持零线防窃电支持零线防窃电支持零线防窃电提供电压提供电压提供电压提供电压、、、、电流矢量和有效值电流矢量和有效值电流矢量和有效值电流矢量和有效值19191919管脚定义管脚定义管脚定义管脚定义LQFP44(10*10)LQFP44(10*10)LQFP44(10*10)LQFP44(10*10)20202020技术指标技术指标技术指标技术指标精度(Vdd=AVdd=3.3V±5％，室温)测量项目符号最小典型最大单位测试条件和注释有功电能测量误差Err0.1%常温5000:1的动态范围无功电能测量误差Err0.1%常温5000:1的动态范围电能测量带宽BW7kHzOSCI=8.192MHz有效值测量误差Err0.2%常温1000:1的动态范围有效值测量带宽BW7kHzOSCI=8.192MHz相角分辨率YErr0.02°电流通道50mV输入60°,120°,240°,300°频率测量FErr0.02%40Hz~70Hz校正范围通道增益校正GS02通道相位校正PHS-2.3042.304°21212121技术指标技术指标技术指标技术指标22222222模拟输入测量项目符号最小典型最大单位测试条件和注释最大信号电平Vxn800mVpp峰峰值，PGA=1-3dB带宽B-3dB7kHzOSCI=8.192MHz基准电压(DVCC=AVCC=3.3V±5％，温度范围：-40℃～+85℃)输出电压Vref1.251.251.251.25V1.25±4%温度系数Tc20ppm/℃时钟输入输入时钟频率范围fxi8.1928.1928.1928.192MHz数据接口SPI接口速率1K4MHz电源数字电源DVDD3.03.33.33.33.33.6V模拟电源AVDD3.03.33.33.33.33.6V技术指标技术指标技术指标技术指标功耗(DVCC=AVCC=3.3V±5％，室温)EMM电流Idd15mAOSCI=8.192MHzIdd1=AIdd1+DIdd1，下同NVM1电流Idd22mAOSCI=8.192MHzNVM2电流Idd30.15mASLM电流Idd42μA温度范围工作温度范围TA-4085℃23232323校表校表校表校表全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测应应应应用用用用24242424校表校表校表校表RN8302有丰富的校正寄存器，支持多种校表方法,校正后满足0.2S级要求电能脉冲法校表功率法校表矢量法校表矢量法校表矢量法校表矢量法校表RN8302RN8302RN8302RN8302专利专利专利专利25252525矢量法校表矢量法校表矢量法校表矢量法校表优点优点优点优点单点校正单点校正单点校正单点校正方便方便方便方便、、、、快捷快捷快捷快捷高效高效高效高效26262626矢量法校表矢量法校表矢量法校表矢量法校表实现方法实现方法实现方法实现方法只需提供合相UnIn0.5L给电表，几十秒完成校表步骤步骤步骤步骤。校正电压有效值。校正电流有效值。校正相角高稳定三相源高稳定三相源高稳定三相源高稳定三相源电表电表电表电表1111电表电表电表电表2222电表电表电表电表3333电表电表电表电表NNNNABC三相电压、电流UnIb0.5L27272727典型应用典型应用典型应用典型应用校表校表校表校表全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测28282828全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用标准要求a)三相全失压时，电能表应记录累计全失压时间（分辨率为分钟），同时记录最近10次全失压发生时刻、恢复时刻，以及发生时刻和恢复时刻的各相电压、电流、功率、功率因数和正反向有功电量、正反向无功电量、电流，事件发生期间的安时值等信息。b)电压判断阀值为电能表临界电压，电流判断阀值为5%额定（基本）电流，任一相电流回路的负荷电流大于5%额定（基本）电流。解读解读解读解读:1.电能表临界电压====》电池供电2.分辨率为分钟====》检测频繁间隔≤1分钟3.电流判断阀值为5%Ib===》高准确性29292929优点优点优点优点：：：：功耗低功耗低功耗低功耗低准确度高准确度高准确度高准确度高无须专门校正无须专门校正无须专门校正无须专门校正可持续检测，提高电池的使用时间5%Ib的±0.5%可精确测量正常校表完成后即可30303030全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用RN8302全失压实现停电后60s/次T0时刻唤醒开计量电源NVM2ttttt1T1时刻查询标志150uANVM12mAt2t2时刻电流5%IB比较t0Mcu0关电源1切换命令关电源RN830231313131平均功耗平均功耗平均功耗平均功耗：全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用32323232状态1:无电流0.8μAAAA状态2：有电流56565656μAAAA典型应用典型应用典型应用典型应用校表校表校表校表全失压应用全失压应用全失压应用全失压应用互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测33333333互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测特点特点特点特点无需现场调校无需现场调校无需现场调校无需现场调校不误判漏判不误判漏判不误判漏判不误判漏判准确度高实现简单34343434互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测原理35353535互感器开短路检测应用电路原理RN8302T1T2T3I+I-R1R2R3R5R4C2C1C4C3MUXA0A1RTRXRBT4T5T6MCURN8302RN8302RN8302RN8302互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测电电电电力力力力互互互互感感感感器器器器电流电流电流电流互感器互感器互感器互感器模拟模拟模拟模拟开关开关开关开关4444选选选选1111ABC开路短路开路短路开路短路开路短路检测专门检测专门检测专门检测专门电路电路电路电路控制、结果寄存器MCUspiADCABC实现功能框图实现功能框图实现功能框图实现功能框图电电电电表表表表侧侧侧侧3636363637互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测检测操作流程检测操作流程检测操作流程检测操作流程选择某相电流互感器通道，等待2秒钟每0.5秒读取寄存器0FH（bank0）的值，连续读60次，求平均值得到X，同时读被选择的相的电流有效值60次，求平均值得到I将CFCFG寄存器的高字节设置为0x06，等待2秒钟每0.5秒读取寄存器0FH（bank0）的值，连续读60次，求平均值得到Y将CFCFG寄存器的高字节设置为0x07操作完毕互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测判断方法判断方法判断方法判断方法计算Z=Y/X，D=Y-X如果I0.001Ib，并且Z30，则判断该相电流互感器回路有短路事件；如果I0.001Ib，并且Z1.5，则判断该相电流互感器回路有开路事件；否则该相电流互感器回路正常如果0.001Ib=I0.5Ib，并且Z15，则判断该相电流互感器回路有短路事件；否则该相电流互感器回路正常如果0.5IbI=Ib，并且Z5，则判断该相电流互感器回路有短路事件；否则该相电流互感器回路正常38383838互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测互感器开短路检测实际测试情况（Ib=1.5A，Imax=6.0A）负载从空载到Imax范围，可靠检测出电流互感器被分流10%