90E46：带温补高精度RTC的单相电能计量SOC

　　概述：

　　IDT推出全球最先进单相电能计量SOC：单相电能表SoC。 IDT90E46 是一款基于IDT 成熟的电能计量技术（AFE）和ARM 高效低功耗32 位 Cortex M0 MCU，配备128kB Flash，6kB RAM，同时集成了单相智能电能表必须的带温度补偿功能的高精度RTC，带高精度内置参考电压源的12 位A/D等常用外设于一身的系统级芯片，它可以大大减少单相智能电能表的元器件数量和整体布版面积，简化单相智能电能表的设计和生产。IDT 特有的A/D 和DSP 技术确保了产品在电网和环境变化的场合也能保持长期稳定性。本文主要介绍IDT90E46的性能、内部功能设计及应用。

　　IDT90E46性能介绍

　　计量特性

　　内置计量模块的计量特性完全符合中国国家标准GB/ T17215.211-2006（IEC62052-11）、GB/T17215.321-2008（IEC62053-21） 和 GB/T17215.323-2008（IEC62053-23）的要求，芯片可应用于 1 级或 2 级单相有功电能表和2 级单相无功电能表；

　　在计量动态范围5000:1 内有功电能准确度优于0.1%，无功电能准确度优于0.2% ；

　　片内基准电压源的温度系数典型值为 6ppm/°C；

　　L 线和 N 线电流采样回路采用独立的模数转换器，并具有不同的增益。电流采样回路可以选用锰铜或者电流传感器（CT） ，电压采样回路可以采用电阻分压网络或者电压传感器（PT） ；

　　正向/ 反向有功/ 无功电能具有独立的能量寄存器和能量输出引脚；

　　在整个动态范围内只需要单点校准；

　　电参数测量：电压/ 电流有效值，平均有功/ 无功/视在功率，频率，功率因数和相角的引用误差均低于±0.5% ；

　　L 线和 N 线的测量模式可以设定；

　　启动和潜动功率阈值可以设定；

　　防窃电模式下，L 线和 N 线功率比较阈值可以设定；

　　可以用于 50Hz 和 60Hz 供电网络；

　　MCU 特性

　　32 位ARM Cortex M0 内核，6k Byte RAM，128k Byte可编程Flash，最高主频16MHz ；

　　4 路独立UART 接口， 其中UART0 提供 IR 调制功能，UART3支持硬件ISO7816 协议；

　　1 个独立的看门狗（WDT）定时器，复位时间可以设定，最长4 秒。软件开启后，不能关闭；

　　2 路独立的 25 位 PWM 输出，可以分别用于控制继电器和蜂鸣器；

　　1 路 14 位 低功耗PWM 输出；

　　2 个带 8 位预分频器的8 位定时器；

　　提供多达 45 个通用IO ；

　　4 个外部中断输入，可以用来唤醒芯片；

　　2 路 12 位 A/D，内置高精度参考电压源；

　　1 路 低功耗电压比较器；

　　提供 4 种工作模式：普通模式，空闲模式，待机模式和LCD 显示模式。提供掉电和上电监测电路 。

　　实时时钟和温度传感器

　　在工业级温度范围内（-40 °C ~ 85 °C），内置温度传感器精度：±1 °C；

　　日历寄存器（ 年、月、日、时、分、秒等） 以 BCD 格式提供，带闰年功能；

　　1 个带中断功能的可编程报警信号；

　　硬件频率补偿功能。补偿范围：-3900ppm 到3900ppm，补偿精度是 ±0.12ppm ；

　　32768Hz 时钟信号和修正后的 1Hz 脉冲信号可以通过I/O 输出；

　　2 个独立的 16 位定时器，可对秒脉冲进行计数；

　　1 个专用 32 位秒信号计数器，可用于时间计量。

　　其它特性

　　内置4Com×34Seg / 6Com×32Seg 或者 8Com×30Seg LCD 驱动器，支持1/3 偏压，内置偏置电压生成电路；

　　外部只需配置 32.768 kHz 晶体即可工作，内置PLL 电路；

　　3.3V 单一供电：MCU 工作电压范围：2.5V ~ 3.6V ；保证计量精度的电压范围：3.0V ~ 3.6V ；

　　工作温度范围：-40 °C ~ +85 °C；

　　TQFP100 绿色封装；

　　IDT带温补高精度RTC的宽量程单相计量SOC设计方案

　　

　　

　　图1 应用方案示意图

　　应用

　　90E46 可以用于单相 2 线制，单相 3 线制和防窃电有功/ 无功智能电能表；

　　同时集成通用 A/D，功率测量，丰富的串行口，实时时钟（RTC）和 LCD 驱动器，90E46 也可以用于需要电气参数测量，实时时钟 （RTC），通讯接口和 LCD显示的电力仪表设备。