介绍单相电能计量芯片MCP3906及其应用

MCP3906可提供与有功功率成比例的频率输出和与瞬时功率成比例的高频输出来用于校准。它的两个通道均使用16位二阶△-∑ADC,能以MCLK／4的频率对输入进行采样,同时允许对动态范围很宽的输入信号进行采样。可编程增益放大器(ProgrammableGainAmplifier,PGA)扩大了电流输入通道(通道0)的可用范围。其有功功率的计算以及与计算有关的滤波均可在数字域中完成,从而提高了其稳定性和温漂性能。

MCP3906的两个数字高通滤波器(HPF1和HPF2)可以滤除两个通道的系统偏移量,因此,有功功率的计算不含任何电路或系统偏移量。经过高通滤波后,电压和电流信号相乘,即可得出瞬时功率信号。此信号不含直流偏移分量,因此可有效利用求平均法(AveragingTechnique)计算出所需的有功功率输出。

瞬时功率信号包含的有功功率信息就是瞬时功率的直流分量。求平均法可用于计算正弦和非正弦波形,以及所有功率因数。瞬时功率经过低通滤波器(LPF)就可以产生瞬时有功功率信号。

通过MCP3906的DTF转换器可对瞬时有功功率信息进行累加,以产生输出脉冲,此脉冲的频率与平均有功功率成比例。FOUT0和FOUT1输出的低频脉冲可用于设计驱动机电式计数器和双相步进电机,以便显示实际消耗的有功功率。每个脉冲对应于一个固定的有功电量值,其功能可由F2、F1和F0的逻辑进行选择。HFOUT输出具有较高的频率设定和较低的积分周期,可用于表征瞬时有功功率信号。由于累加时间较短,该输出可使用户在稳定的负载条件下进行快速的校准。

1.2MCP3906的引脚功能

MCP3906采用24引脚SSOP封装,其引脚排列如图2所示。各引脚的功能说明如表1所列。