SSP1855 电能计量芯片：精准计量的理想之选

在电能计量领域，一款高准确度、性能稳定的芯片至关重要。上海矽朋的 SSP1855 电能计量芯片凭借其卓越的技术指标和丰富的功能特性，成为众多工程师的首选。今天，我们就来深入了解一下这款芯片。

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芯片概述

SSP1855 是一款高准确度电能测量集成电路，其技术指标达到了 IEC1036 规定的准确度要求。该芯片仅在 ADC 和基准源中使用模拟电路，其余信号处理如相乘和滤波都采用数字电路，这使得它在恶劣环境条件下仍能保持极高的准确度和长期稳定性。

芯片的引脚 F1 和 F2 以较低频率形式输出有功功率平均值，可直接驱动机电式计度器或与微控制器（MCU）接口；引脚 CF 以较高频率形式输出有功功率瞬时值，用于校验或与 MCU 接口。此外，内部还包含对 VDD 电源引脚的监控电路，当 VDD 上升到 4V 之前或降到 4V 以下时，芯片会保持复位状态，此时 F1、F2 和 CF 都无输出。内部相位匹配电路确保电压和电流通道的相位始终匹配，空载阈值特性保证空载时无潜动。

芯片特点

高准确度

支持 50Hz/60Hz IEC 687/1036 标准的准确度要求，在 500:1 的动态范围内误差小于 0.1%，能满足大多数电能计量场景的需求。

多方式功率输出

有功功率平均值从引脚 F1 和 F2 以频率方式输出，有功功率瞬时值从引脚 CF 以较高频率方式输出，方便进行仪表校验和与其他设备接口。

负功率指示

逻辑输出引脚 REVP 能指示负功率或错线，为工程师及时发现问题提供了便利。

驱动能力强

F1 和 F2 能直接驱动机电式计度器和两相步进电机，简化了电路设计。

可编程增益

电流通道中的可编程增益放大器（PGA）使仪表能使用小阻值的分流电阻，提高了电路的灵活性。

稳定性高

采用专用模数转换器（ADC）和数字信号处理（DSP），在环境和时间变化较大的条件下仍能保证高准确度。

功能丰富

片内设有电源监控电路、防潜动功能（空载阈值），基准电压 2.5V±8%（温度系数典型值 30ppm/℃）能为外部电路提供基准，还带有对温度敏感度很小的高稳定性振荡器。

低功耗

采用 +5V 单电源，典型功耗仅 15mW，符合节能要求。

低成本

采用低成本 CMOS 工艺，降低了生产成本。

引脚特征与描述

SSP1855 采用 24 脚 SSOP 封装，各引脚功能明确：

• 电源引脚：DVDD 为数字电源引脚，AVDD 为模拟电源引脚，正常工作电源电压均应保持在 5V ± 5%，并需使用电容进行去耦。
• 输入引脚：V1P、V1N 为通道 1（电流通道）的正、负模拟输入引脚；V2N、V2P 为通道 2（电压通道）的负、正模拟输入引脚，均采用完全差动输入方式，且内部有 ESD 保护电路，能承受 ± 6V 的过电压。
• 控制引脚：AC/DC 为高通滤波 HPF 选择引脚；RESET 为复位引脚；SCF 用于校验频率选择；S1、S0 用于选择数字/频率转换系数；G1、G0 用于选择通道 1 的增益。
• 时钟引脚：CLKIN 和 CLKOUT 可接入外部时钟或连接石英晶体，为芯片提供时钟源。
• 输出引脚：REVP 用于指示负功率；CF 为频率校验输出引脚；F2、F1 为低频逻辑输出脚，输出频率反映平均有功功率的大小。

电气特性与极限参数

电气特性

在 VDD = 5V±5%、GND = 0V、使用片内基准源、CLKOSC = 3.58 MHz、温度范围 -40~ +85℃ 的条件下，芯片具有良好的精度、模拟输入特性、基准输入特性、时钟输入特性和逻辑输入输出特性。例如，通道 1 的测量误差在不同增益下均小于 0.1%，两个通道间的相位误差最大为 ± 0.1°。

极限参数

芯片的极限参数规定了其正常工作的范围，如 VDD 相当于 GND 电压为 -0.3V ~ +7V，模拟输入、基准输入、数字输入和输出电压相对于 GND 的范围也有明确限制，工作温度范围为 -40℃~ +85℃，存储温度范围为 -65℃~ +150℃ 等。

模拟输入与典型接线

通道 V1（电流通道）

线路电流传感器的输出电压接到通道 V1，采用完全差动输入，最大差动峰值电压应小于 470mV。通道 1 有 PGA，增益可由用户选择为 1 或 16，方便传感器接口的设计。

通道 V2（电压通道）

线路电压传感器的输出接到通道 V2，最大差动峰值电压为 ± 165mV。加在通道 2 上的差动电压信号需以共模端（通常是 GND）为参考点，最大共模电压为 100mV，共模电压为 0V 时测量结果最佳。

典型接线图

通道 1 可选择电流互感器（CT）作为电流传感器，通道 2 有两种接线方法，一种是使用电压互感器（PT）实现与主电网完全隔离，另一种是用电阻分压器提供与线路电压成正比的电压信号。

输出频率与时序特性

输出频率

芯片的输出频率可通过不同引脚的逻辑输入进行选择，如 F1 - 4 的频率选择、F1 和 F2 的最高输出频率以及 CF 的最高输出频率都有相应的表格规定。

时序特性

在特定条件下，芯片的时序特性包括 F1 和 F2 的底电平脉宽、输出脉冲周期、F1 下降沿和 F2 下降沿之间的时间、CF 输出的高电平脉宽等都有明确的参数。

综上所述，SSP1855 电能计量芯片以其高准确度、丰富的功能和良好的稳定性，为电能计量领域提供了可靠的解决方案。工程师们在设计电能计量仪表时，不妨考虑这款芯片，相信它能带来出色的性能表现。你在使用电能计量芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。