基于NXP EM773的非計(jì)費(fèi)式電能計(jì)量解決方案

近年來，電力公司和公用事業(yè)公司紛紛采用先進(jìn)讀表基礎(chǔ)建設(shè)(Advanced Metering Infrastructure; AMI) 和智慧型電表，進(jìn)而推出更精確的計(jì)價(jià)模式和資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)用戶相應(yīng)調(diào)整其能源消耗方式。NXP的EM773電能計(jì)量芯片突破了傳統(tǒng)的計(jì)費(fèi)概念，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可輕易地將電能計(jì)量功能整合至任何類型的設(shè)備中，為終端用戶提供更方便且直覺式的用電資訊。一般消費(fèi)者和工業(yè)用戶利用EM773可即時(shí)了解自己的電能消耗情況，范圍包含從智慧插座、智慧電器、節(jié)能電子產(chǎn)品到住宅分電表、工業(yè)分電表，甚至是資料中心的機(jī)架式服務(wù)器等。

EM773芯片作為計(jì)量引擎，具備自動(dòng)單相(single phase) 電能計(jì)量功能，其API指令可大幅簡(jiǎn)化非計(jì)費(fèi)式計(jì)量應(yīng)用的設(shè)計(jì)工作。NXP EM773采用ARM Cortex™-M0處理器。

EM773電能計(jì)量芯片可達(dá)到‘輕松計(jì)量’- 即使沒有很深計(jì)量學(xué)專業(yè)背景的設(shè)計(jì)人員也能進(jìn)行非計(jì)費(fèi)式計(jì)量設(shè)計(jì)。NXP EM773達(dá)成了創(chuàng)新設(shè)備的快速開發(fā)與設(shè)計(jì)，并將終究改變我們的能源消耗模式，無論是家用電器、行動(dòng)設(shè)備，或是工業(yè)環(huán)境。

透過強(qiáng)大的ARM Cortex-M0平臺(tái)，NXP EM773可完成復(fù)雜的通訊任務(wù)，如運(yùn)作多功能無線m-bus堆疊，如此一來，用電量資訊可在家中或企業(yè)內(nèi)快速傳遞，并顯示在電腦和智慧手機(jī)等終端設(shè)備上。EM773標(biāo)準(zhǔn)展示組附有一個(gè)無線的插入式電表，可將資料從計(jì)量引擎透過無線m-bus傳輸?shù)経SB傳輸器。USB傳輸器采用的是NXP生產(chǎn)的OL2381無線收發(fā)器和LPC1343微控制器。

透過簡(jiǎn)單API指令存取的NXP計(jì)量引擎能自動(dòng)計(jì)算主動(dòng)功率(單位瓦特，精確度1%以內(nèi))。計(jì)量引擎亦可計(jì)算被動(dòng)功率、視在功率(apparent power)、功率因子比例，甚至是總諧波失真(Total HarmonicDistortion; THD)。此外，附在電能計(jì)量芯片展示組的開源插入式電表應(yīng)用中整合了電量資料(kWh)，可發(fā)送至電腦上并顯示出來。

功能強(qiáng)大的32位元Cortex-M0平臺(tái)不僅支援最高48 MHz工作頻率，還保持小封裝尺寸和硅元件的低成本優(yōu)勢(shì)，成本與傳統(tǒng)的8位元和16位元微控制器相當(dāng)。NXP EM773采用32KB快閃存儲(chǔ)器和8KB SRAM內(nèi)存的整合設(shè)計(jì)，支援復(fù)雜的客戶應(yīng)用軟件，透過減少外部元件數(shù)量提高系統(tǒng)的成本效益。利用NXP完整的展示設(shè)計(jì)成果和標(biāo)準(zhǔn)的ARM工具鏈環(huán)境的支援，EM773可進(jìn)一步降低成本。

系統(tǒng)方塊圖:

Key component of BOM:

系統(tǒng)應(yīng)用圖:

Working Prototypes

Prototype PCB

Prototype USB Transceiver