【产品】上海贝岭支持两路测量的智能插座计量芯片，适用于智能家居领域电能测量

时间： 2022-02-09 来源：上海贝岭

技术问答

BL0939是一款智能插座计量芯片，是上海贝岭股份有限公司开发的一款用于智能家居领域进行电能测量的专用芯片，支持两路测量，可同时进行计量和漏电故障检测，漏电检测电流可设，响应时间快，具有体积小，外围电路简单，成本低廉的优点。

芯片功能特点：

●三路独立的 Sigma-Delta ADC，用于测量两路电流和一路电压。

●电流有效值范围（10mA~35A）@1mohm

●有功电能（1w~7700w）@1mohm

●可输出电流、电压有效值，快速电流有效值，有功功率，电流电压波形相角

●批次出厂增益误差小于 1%，外围元件满足一定条件下可以免校准

●两路电流通道均具备漏电/过流监控功能，监控阈值及响应时间可设置

●电压过零信号输出

●内置波形寄存器，可输出波形数据用于负载类型分析

●集成温度传感器，满足产品本身过温监控、大电流节点预设温度报警、环境温度测量等需求

●集成 SPI（最快速率支持 900KHz）和 UART（4800Bps）通信接口，UART 通信方式支持多芯片通信（仅限 SSOP20L 封装）

●电源掉电监测，低于 2.7V 时，芯片复位

●内置 1.218V 参考电压源

●内置振荡电路，时钟约 4MHz

●芯片单工作电源 3.3V，低功耗 10mW（典型值）

●SSOP20/SOP16 封装

芯片管脚说明：

BL0939 提供两种封装

管脚描述（SSOP20L）

管脚描述（SOP16）

以 SOP16 封装为例说明

两路计量应用电路图：

以 Uart 通讯方式、电阻采样方式为例进行说明，也可以采用互感器方式进行采样；

一路计量一路漏电检测应用电路图

注意：

1）CF 管脚可配置为过流报警输出，ZX 用于输出电压过零信号，如果仅需要电参数检测功能，这两个管脚可以不接入 MCU；

2）UART 接口的速率，通信协议的描述见“BL0939 datasheet v1.1.pdf”；

3）BL0939 在出厂时已做增益修正，如果要免校准，外围器件的精度保证在 1%以内；

4）TX 管脚需要外接上拉电阻；

5）漏电检测时采用零序电流互感器，同时穿过 L、N 线，漏电阈值、响应时间可通过寄存器进行设置

6）SPI 通信方式，通信协议的描述见“BL0939 datasheet v1.1.pdf”；

考虑智能家居类产品一般最大电流不超过16A，电流采用使用合金电阻1毫欧，电压采样通道使用电阻分压方式将220V电压降低到57.52mV rms由芯片的VP管脚进行采样。 BL0939与MCU的连接电路非常简单，系统电平一致的情况下只需连接TX、RX，UART通信方式4800bps，N，8，1.5。MCU 通过通信帧获得有功功率，电压，电流，有功电能脉冲计数。

PCB设计注意事项

在 PCB 布线时需要注意：

1）电流采样的电阻、电容尽量靠近 BL0939 管脚，防止引线过长，PCB 板上其他信号线的干扰；（电流采样信号约 5uV～16mV）

2）为减少对电流采样信号的干扰，采样电阻的地线与电源地分开走线；电流通道为差分采样，IP，IN 的信号走线平行靠近，PCB 板上走线尽量短。

3）电流采样 IP、IN 的外接电路参数尽量平衡，走线应保持平行，并尽可能短；

4）由于负载电流是流过合金电阻，因此需要注意负载电流最大可能到 16A，在 PCB 板上连接合金采样电阻的走线尽量粗（大电流走线）；

5）电压采样的电阻分压网络由于是将交流 220V 电压降到 57.52mV 左右，注意分压电阻的耐压是否满足要求，同时考虑爬电距离，与电流采样走线隔开距离，防止信号串扰；

6） BL0939 的电源 3.3V 的去耦电容 C12 尽量靠近芯片 VDD 管脚；

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