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智能插座方案 一种智能节能插座方案

2017年12月23日 来源:智能插座方案 大字体小字体

  1、计量功能设计

  本系统采用的是CSE7780,该芯片能够提供有功功率、有功能量、电流有效值、电压有效值、线频率、过零中断等功能,提供全数字增益、相位、偏置电流校准,有功能量脉冲从PF管脚输出。此外,CSE7780提供一个SPI串行接口,可以与外部MCU进行通信,而且内部具有电源监控电路,可以保障芯片的正常作。

  5VUSB输出口标准输出电源功率为5W(5V/1A),除去智能插座自身功耗,实测USB接口的输出功率可达到7W以上,插座内部开关电源输出功率相当不错。

  HLW8012为插座厂家和智能家居厂家提供了一个高度精确且成本低廉的电能测量解决方案。该集成芯片专为住宅用单相电能表或智能插座设计,可精确测量电流有效值IRMS和电压有效值VRMS、有功功率和电量。

  (2)电压信采样

  图1:基于CSE7780智能插座系统框图。

  根据上述描述,智能插座内部包含了AC-DC电源、无线通讯单元、继电器及MCU控制单元等。无线通讯单元可以根据使用场合选择合适的通讯方式,其中有射频技术、红外技术、WIFI技术、蓝牙技术和ZigBee技术等。由于ZigBee技术具有通讯距离长、穿墙能力较强、发射功耗较低的特点,比较适合智能家居应用场合。AC-DC电源需要在满足智能开关工作时所需功率的情况下,还要满足待机工作时的低功耗问题。广州致远电子推出了小体积待机功耗的电源模块ZY0FBxxD-2W,非常适合智能插座的应用。

  本设计由计量模块、显示模块和控制模块三部分组成(见图1),本文将对关键的计量模块设计进行重点讲述。

  电流采样电路中,电流流经锰铜分流器时会在计量芯片的电流采样通道上产生一个压降,不同的电流信号在分流器上形成的压降不同,计量芯片通过采集在分流器上形成的电压信号,从而实现了对电流信号的采集。

  智能插座系统设计

  "最后走的管好门窗、关闭一切电源,注意安全!"这样的话语相信各位再熟悉不过了吧。现在市面上的插座基本都是非智能的,用电器接在插座上人们一般不会直接切断用电器电源因而用电器总是处于待机状态,如果插座此时处于接通状态,用电器就会产生待机功耗,造成电能的浪费。更有甚者如果用电器发生短路或者超负荷有可能引起火灾,存在较大的安全隐患。

  (1)电流信号采样

  随着电器的增多,负载功率不断增大,导致许多插座在过流、过压等情况下,不能实现自动保护,甚至引起火灾。因此,能够通过检测负载功率的大小来保护电器并轻松测量和判断电器能耗参数、实现节能环保的智能插座,其市场需求越来越大,尤其是目前已经率先受到海外市场的青睐。

  CSE7780采用芯海科技成熟的3路Σ-△技术,可分别用于相线电流采样、零线电流采样以及电压采样。基于CSE7780设计的智能插座能够通过检测负载功率的大小来实现对用电器使用功耗的监测。

      79元搞定智能电器

  如图2所示,本系统计量包括电流、电压采样两部分。

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