BL0932B
特点
适用于单相电度表的设计
线性½,动态工½范围大
明显改善校表误差跳动
精确测量正、负两个方向的有功功率,且以同
一方向计算电½
防½动功½
慢速输出脉冲½直接驱动电机工½,快速输出
脉冲可用于计算机数据处理
芯片上带参考电压源-1.25V±8%
(温度系数典
型值
30ppm/℃)
双工½电源±5V
½功耗
25mW(典型值)
采用
20
脚的双列直插式塑料或陶瓷封装
单相双向功率电½计量芯片
概述
BL0932
系列(包括
BL0932、BL0932B)集成电
路是目前½内广泛½用的电子电度表的核心芯片,
基于此系列芯片设计的电子电度表具有外围电路
简单、精度高、稳定性½等特点,适用于单相两线
电力用户的电½计量。
BL0932B
是
BL0932
的改进型芯片,改善了校
表误差跳动比较明显的状况。
BL0932B
保持了
BL0932
测量负向有功功率的功½。它½精确测量
正、负两个方向的有功功率,且以同一方向计算电
½。Pin8 输出较高频率的脉冲,用于计量和计算机
数据处理,第13,14和
Pin14
输出较½频率的脉冲用
于驱动脉冲电机,间接驱动机械字½计度器积算功
率,记½用电量。利用
BL0932
系列芯片可以制成
具有真正的反窃电功½的子电度表,这种电度表
以同一方向计量积算正向或负向的有功功率,累计
用电量,深受供电部门欢迎。
BL0932
系列芯片无论测量正向有功功率或负
向有功功率½有很高的精度(优于
1%),
且在测量负
相关专利申请中
向功率时
Pin9
有负电平输出,
用于指示该时的功率
为负方向。
BL0932B
主要针对
BL0932
校表误差跳动问题
进行改进,测量数据表明在
Ib(5A)情况下大信号的
跳动在
0.3%左右,此项性½明显优于 BL0932。
管脚与框图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
电流采样
信号
缓冲放
大器
模拟乘
法器
缓冲放
大器
电压
频率
½换器
32KHz
时钟
控制
电路
计数
电路
快速脉冲
驱动
电路
慢速脉冲
DIP 20
http://www.belling.com.cn
BL0932B
电压采样
信号
-1-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
管脚描述
管脚号
1,2
3
4,5
6,7
8
9
10
11
12
13,14
15,16
17
18,19
19,20
符号
Vi1,Vi2
AGND
Vv
Vr6,Vr7
P8
S9
Tc
VSS
DGND
Vm
OSC
VDD
C1
C2
单相双向功率电½计量芯片
说明
电流采样信号输入管脚
内部模拟电路的接地点
电压采样信号输入管脚,内部内连
参考电压调整端管脚
有功功率计算快速脉冲输出管脚
负向有功功率指示信号
测试控制端
负电源(-5V)
内部数字电路的接地点
脉冲电机驱动慢速脉冲输出管脚
晶振
正电源(+5V)
外接积分电容
C1
输入管脚
外接积分电容
C2
输入管脚
极限范围
( TA = 25 ℃ )
项 目
正电源电压
负电源电压
输入电压
输入电压
工½温度
贮藏温度
符 号
VDD
VSS
Vv
Vi
TOPR
TSTR
极 值
+6(max)
-6(min)
Vdd+0.5≤Vv≤Vss-0.5
Vdd+0.5≤Vi≤Vss-0.5
-20 ~ +75
-40 ~ +120
单 ½
V
V
V
V
℃
℃
常温电参数
(大
= 25 ℃ , VDD = 5V , VSS = -5V , FOSC = 32.768kHz的, θ (六 VV ) = 0 , Pin8,9
通过
500Ω接地)
测量项目
正电源电流
负电源电流
参考电压
参考电压
负向有功功率
指示
有功功率积算
符号
国际直拨电话
国际空间站
Vr6
Vr7
V9
V8
测量条件
VV , VI = 0
VV , VI = 0
VV , VI = 0
VV , VI = 0
VV = 0.85V , VI = 1.7mV ,
=
π
VV = 1V , VI = 7MV
Pin8
-4
V
测量点
Pin17
Pin11
Pin6
Pin7
Pin9
最小
1.5
2.5
-1.2
-0.6
典型
2.5
3.5
-1.25
-0.625
最大
3
4
-1.3
-0.65
-4
单½
mA
mA
V
V
V
http://www.belling.com.cn
-2-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
脉冲
马达驱动电压
非线性误差%
启动电流
正、负向有功
功率误差%
Vm
e
NL
I
STAR
e
NP
Pin13,14
接
400
不补偿,Vv=0.85,
Vi=43
V~12mV
IB = 5A , C = 3200 ,
=0
Vv=0.85V
VV = 0.85V , VI = 1.7mV ,
=0
VV = 0.85V , VI = 1.7mV ,
=
π
第
13、
脚与
14
第
8
脚输出频
率之比
第
8
脚的漏电
流
第
9
脚的漏电
流
第
13,14
脚的
漏电流
指标说明
1)
非线性误差%
单相双向功率电½计量芯片
-4
|±0.85%|
Pin13,14
Pin8
Pin8
Pin8
0.2%Ib
V
V
|±0.5%|
FM / F8
VV = 0.85V , VI = 1.7mV
Pin13,14
Pin8
Pin8
Pin9
-100
-100
-100
1:16
I18
I19
I13,14
VV , VI = 0V , V8 = 0V
VV , VI = 0V , V9 = 0V
VV , VI = 0V , V13,14 = 0V
A
A
A
BL0932B
的
Pin1
和
Pin2
不加补偿,
Pin4
与
Pin3
之间的交流电压
Vv
为
0.85V,
功率因数
cos=1,
Pin1
与
Pin2
之间电压
Vi
在
100
V~12.5mV
范围内,
任½一点相对于
Vi=1.7mV
的测量非线性误差小于|±0.85%|:
e
NL
%
=
| [ (X
点误差%
- 1.7mV
点误差%)
/(1 + 1.7mV
点误差%)
] * 100% |
2)
启动电流
在电表常数
C = 3200 ,基本电流IB = 5A ,功率因数cosφ = 1 , VV = 0.85V , 5 % Ib的
点电度表误差为正的条件下,½½
Pin8
产生脉冲信号的电流回路中的最小交流电流。
3)
正、负向有功功率误差%
在相等的有功功率条件下,在
Vv=0.85V、Vi=1.7mV
点, BL0932B测得的负向有功功率与正向有功功
率之间的相对误差:
e
NP
% = | [ (e
N
%-e
P
%) / (1+e
P
%) ] * 100% |
e
P
%:正向有功功率误差;e
N
%:负向有功功率误差。
工½方式
FOUT = G ×六× VV × COSφ
Vv
电压取样值
Vi
电流取样值
G
芯片增益
(≈594)
FOUT
Pin8
的输出脉冲频率
( CLK = 32768Hz的)
Fs
输出脉冲频率:
Fs=A×Vi×Vv×cosφ/Vref2
http://www.belling.com.cn
BL0932B
的传递½数:
其中:
-3-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
单相双向功率电½计量芯片
其中:
VREF
参考电压
A
频率½换常数
(≈116)
Fs
步进马达驱动频率(第13,14 , Pin14的综合频率)
Pin10
是
BL0932
系列芯片的测试管脚,可以通过接不同的电压(+5V、0V 或-5V)来
调整芯片的工½模式,
Pin10
输入电压与
Pin8、
Pin9
和
Pin13、
Pin14
输出脚关系如下表所示:
Pin10
(中)
+5V
输入
功率
正功
Pin8(OUT)
快速功率计数
脉冲
快速功率计数
脉冲
负向被调制的
功率脉冲
( 0/-5V )
负向被调制的
功率脉冲
( 0/-5V )
功率脉冲
( 0/-5V )
功率脉冲
Pin9(OUT)
快速功率计数
脉冲
快速功率计数
脉冲
0V(DC)
Pin13(OUT)
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
Pin14(OUT)
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
+5V
负功
0V
正功
0V
负功
-5V(DC)
-5V
正功
0V(DC)
-5V
负功
功率脉冲
(频率为
Pin8
的
2
倍)
1)
输入功率
(正/负)
Pin4-Pin3
间的电压采样信号
Vv
与
Pin2-Pin1
间的电流采用信号
Vi
乘积
VV *六*功率因数cosφ
指
的符号,大于零为正功,小于零为负功。
2 )第13,14
和
Pin14
输出脉冲互相在对方周期的中间½½,所以
Pin13,Pin14
的综合输出频率为
1/16
的
Pin8
输出信号频率。
质量保证
质量部对
BL0932
系列芯片采取了以下保证措½:
1)
成品在
125℃条件下½动态电老化 15
小时。
2)
老化结束后,再进行成品测试。
应用举例
用
BL0932
系列芯片做(Ib=5A,C=3200P/kwh
)
的电子电度表
1)
计算
Vi
取
RO = 800μΩ ,设电度表的计度功率为1千瓦
时
则:流过
Ro
的电流
I =二百二分之千= 4.54 ( A)
http://www.belling.com.cn
-4-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
-
-
单相双向功率电½计量芯片
此时
Ro
两端的电压为
Vi=4.54×5×10
4
=2.27×10
3
(V)
2)
计算
Vv
根据
BL0932B
的原理公式
FOUT = G ×六× VV × COSΦ
(G=594±15%)
设电度表计度½量为
1Kwh,COSΦ=1
时,电度表误差为零,则此电度表在
1
小时内
在
Pin8
发出的功率计数脉冲的频率
FOUT
为:
则:Fout=C/3600=3200/3600=0.8
(P / KWS )
-
Vv=0.8/594×2.27×10
3
=0.658
(V)
实际上电流取样电阻
Rθ的值一般误差较大,芯片的增益呈正态分布,所以在实际电路
中
Vv
的值应有一定的变化范围,由较½的适应性。
3)
计算调整电阻½络群
R1*范围
参见电度表工½原理图,R1
即原理图中的 R
1
½R
11
U
AG
/U
BG
=[R2+(R4+R7)/R8] / [(R4+R7)/R8]
=[470+(910+5.1)/27] / [(910+5.1)/27]
U
AG
=12.45 (V)
R
AG
= [ R2 + ( R4 + R7 ) / R8 ] /R3=491.22/47=42.93 ( KΩ )
UMIN / U
AG
*=(R12+R1*+R
AG
)/R
AG
220/U
AG
*=(330+R1*+42.93)/42.93
R1*=9444.6/U
AG
-372.93
R1 * = 9444.6 / ( 0.85 1.15 )× 12.45-372.93 = ( 519 287 ) ( KΩ )
最后确定电阻½络群
R1*
4)
计算小信号时的补偿电阻
R5*、R6*
V
CG
/V
BG
= R7 / ( R4 + R7 )V
CG
= 5.1 / 915.1 × 0.658 = 3.67(毫伏)
½在
0.05Ib
时
Vi
½
0.5%的正补偿。
则在
0.05Ib = 0.05 × 5 = 0.25 (A )
-
此时在
Ro
上的压降为
Vi=0.25×5×10
4
=0.125mA
½补偿
0.5%时则:V
补=1.25×10
– 4
×0.5%=0.625V
V
CG
/V
补
=R5/R15
R5 = 587 ( KΩ )
取
610K
同理,½在
0.05Ib
需½负补偿时,R6 也可取
610K
http://www.belling.com.cn
-5-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
特点
适用于单相电度表的设计
线性½,动态工½范围大
明显改善校表误差跳动
精确测量正、负两个方向的有功功率,且以同
一方向计算电½
防½动功½
慢速输出脉冲½直接驱动电机工½,快速输出
脉冲可用于计算机数据处理
芯片上带参考电压源-1.25V±8%
(温度系数典
型值
30ppm/℃)
双工½电源±5V
½功耗
25mW(典型值)
采用
20
脚的双列直插式塑料或陶瓷封装
单相双向功率电½计量芯片
概述
BL0932
系列(包括
BL0932、BL0932B)集成电
路是目前½内广泛½用的电子电度表的核心芯片,
基于此系列芯片设计的电子电度表具有外围电路
简单、精度高、稳定性½等特点,适用于单相两线
电力用户的电½计量。
BL0932B
是
BL0932
的改进型芯片,改善了校
表误差跳动比较明显的状况。
BL0932B
保持了
BL0932
测量负向有功功率的功½。它½精确测量
正、负两个方向的有功功率,且以同一方向计算电
½。Pin8 输出较高频率的脉冲,用于计量和计算机
数据处理,第13,14和
Pin14
输出较½频率的脉冲用
于驱动脉冲电机,间接驱动机械字½计度器积算功
率,记½用电量。利用
BL0932
系列芯片可以制成
具有真正的反窃电功½的子电度表,这种电度表
以同一方向计量积算正向或负向的有功功率,累计
用电量,深受供电部门欢迎。
BL0932
系列芯片无论测量正向有功功率或负
向有功功率½有很高的精度(优于
1%),
且在测量负
相关专利申请中
向功率时
Pin9
有负电平输出,
用于指示该时的功率
为负方向。
BL0932B
主要针对
BL0932
校表误差跳动问题
进行改进,测量数据表明在
Ib(5A)情况下大信号的
跳动在
0.3%左右,此项性½明显优于 BL0932。
管脚与框图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
电流采样
信号
缓冲放
大器
模拟乘
法器
缓冲放
大器
电压
频率
½换器
32KHz
时钟
控制
电路
计数
电路
快速脉冲
驱动
电路
慢速脉冲
DIP 20
http://www.belling.com.cn
BL0932B
电压采样
信号
-1-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
管脚描述
管脚号
1,2
3
4,5
6,7
8
9
10
11
12
13,14
15,16
17
18,19
19,20
符号
Vi1,Vi2
AGND
Vv
Vr6,Vr7
P8
S9
Tc
VSS
DGND
Vm
OSC
VDD
C1
C2
单相双向功率电½计量芯片
说明
电流采样信号输入管脚
内部模拟电路的接地点
电压采样信号输入管脚,内部内连
参考电压调整端管脚
有功功率计算快速脉冲输出管脚
负向有功功率指示信号
测试控制端
负电源(-5V)
内部数字电路的接地点
脉冲电机驱动慢速脉冲输出管脚
晶振
正电源(+5V)
外接积分电容
C1
输入管脚
外接积分电容
C2
输入管脚
极限范围
( TA = 25 ℃ )
项 目
正电源电压
负电源电压
输入电压
输入电压
工½温度
贮藏温度
符 号
VDD
VSS
Vv
Vi
TOPR
TSTR
极 值
+6(max)
-6(min)
Vdd+0.5≤Vv≤Vss-0.5
Vdd+0.5≤Vi≤Vss-0.5
-20 ~ +75
-40 ~ +120
单 ½
V
V
V
V
℃
℃
常温电参数
(大
= 25 ℃ , VDD = 5V , VSS = -5V , FOSC = 32.768kHz的, θ (六 VV ) = 0 , Pin8,9
通过
500Ω接地)
测量项目
正电源电流
负电源电流
参考电压
参考电压
负向有功功率
指示
有功功率积算
符号
国际直拨电话
国际空间站
Vr6
Vr7
V9
V8
测量条件
VV , VI = 0
VV , VI = 0
VV , VI = 0
VV , VI = 0
VV = 0.85V , VI = 1.7mV ,
=
π
VV = 1V , VI = 7MV
Pin8
-4
V
测量点
Pin17
Pin11
Pin6
Pin7
Pin9
最小
1.5
2.5
-1.2
-0.6
典型
2.5
3.5
-1.25
-0.625
最大
3
4
-1.3
-0.65
-4
单½
mA
mA
V
V
V
http://www.belling.com.cn
-2-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
脉冲
马达驱动电压
非线性误差%
启动电流
正、负向有功
功率误差%
Vm
e
NL
I
STAR
e
NP
Pin13,14
接
400
不补偿,Vv=0.85,
Vi=43
V~12mV
IB = 5A , C = 3200 ,
=0
Vv=0.85V
VV = 0.85V , VI = 1.7mV ,
=0
VV = 0.85V , VI = 1.7mV ,
=
π
第
13、
脚与
14
第
8
脚输出频
率之比
第
8
脚的漏电
流
第
9
脚的漏电
流
第
13,14
脚的
漏电流
指标说明
1)
非线性误差%
单相双向功率电½计量芯片
-4
|±0.85%|
Pin13,14
Pin8
Pin8
Pin8
0.2%Ib
V
V
|±0.5%|
FM / F8
VV = 0.85V , VI = 1.7mV
Pin13,14
Pin8
Pin8
Pin9
-100
-100
-100
1:16
I18
I19
I13,14
VV , VI = 0V , V8 = 0V
VV , VI = 0V , V9 = 0V
VV , VI = 0V , V13,14 = 0V
A
A
A
BL0932B
的
Pin1
和
Pin2
不加补偿,
Pin4
与
Pin3
之间的交流电压
Vv
为
0.85V,
功率因数
cos=1,
Pin1
与
Pin2
之间电压
Vi
在
100
V~12.5mV
范围内,
任½一点相对于
Vi=1.7mV
的测量非线性误差小于|±0.85%|:
e
NL
%
=
| [ (X
点误差%
- 1.7mV
点误差%)
/(1 + 1.7mV
点误差%)
] * 100% |
2)
启动电流
在电表常数
C = 3200 ,基本电流IB = 5A ,功率因数cosφ = 1 , VV = 0.85V , 5 % Ib的
点电度表误差为正的条件下,½½
Pin8
产生脉冲信号的电流回路中的最小交流电流。
3)
正、负向有功功率误差%
在相等的有功功率条件下,在
Vv=0.85V、Vi=1.7mV
点, BL0932B测得的负向有功功率与正向有功功
率之间的相对误差:
e
NP
% = | [ (e
N
%-e
P
%) / (1+e
P
%) ] * 100% |
e
P
%:正向有功功率误差;e
N
%:负向有功功率误差。
工½方式
FOUT = G ×六× VV × COSφ
Vv
电压取样值
Vi
电流取样值
G
芯片增益
(≈594)
FOUT
Pin8
的输出脉冲频率
( CLK = 32768Hz的)
Fs
输出脉冲频率:
Fs=A×Vi×Vv×cosφ/Vref2
http://www.belling.com.cn
BL0932B
的传递½数:
其中:
-3-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
单相双向功率电½计量芯片
其中:
VREF
参考电压
A
频率½换常数
(≈116)
Fs
步进马达驱动频率(第13,14 , Pin14的综合频率)
Pin10
是
BL0932
系列芯片的测试管脚,可以通过接不同的电压(+5V、0V 或-5V)来
调整芯片的工½模式,
Pin10
输入电压与
Pin8、
Pin9
和
Pin13、
Pin14
输出脚关系如下表所示:
Pin10
(中)
+5V
输入
功率
正功
Pin8(OUT)
快速功率计数
脉冲
快速功率计数
脉冲
负向被调制的
功率脉冲
( 0/-5V )
负向被调制的
功率脉冲
( 0/-5V )
功率脉冲
( 0/-5V )
功率脉冲
Pin9(OUT)
快速功率计数
脉冲
快速功率计数
脉冲
0V(DC)
Pin13(OUT)
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
Pin14(OUT)
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
½度为
125mS
的负脉冲,
1/16Pin8
频率
+5V
负功
0V
正功
0V
负功
-5V(DC)
-5V
正功
0V(DC)
-5V
负功
功率脉冲
(频率为
Pin8
的
2
倍)
1)
输入功率
(正/负)
Pin4-Pin3
间的电压采样信号
Vv
与
Pin2-Pin1
间的电流采用信号
Vi
乘积
VV *六*功率因数cosφ
指
的符号,大于零为正功,小于零为负功。
2 )第13,14
和
Pin14
输出脉冲互相在对方周期的中间½½,所以
Pin13,Pin14
的综合输出频率为
1/16
的
Pin8
输出信号频率。
质量保证
质量部对
BL0932
系列芯片采取了以下保证措½:
1)
成品在
125℃条件下½动态电老化 15
小时。
2)
老化结束后,再进行成品测试。
应用举例
用
BL0932
系列芯片做(Ib=5A,C=3200P/kwh
)
的电子电度表
1)
计算
Vi
取
RO = 800μΩ ,设电度表的计度功率为1千瓦
时
则:流过
Ro
的电流
I =二百二分之千= 4.54 ( A)
http://www.belling.com.cn
-4-
总
9页
8/18/2006
BL0932B
-
-
单相双向功率电½计量芯片
此时
Ro
两端的电压为
Vi=4.54×5×10
4
=2.27×10
3
(V)
2)
计算
Vv
根据
BL0932B
的原理公式
FOUT = G ×六× VV × COSΦ
(G=594±15%)
设电度表计度½量为
1Kwh,COSΦ=1
时,电度表误差为零,则此电度表在
1
小时内
在
Pin8
发出的功率计数脉冲的频率
FOUT
为:
则:Fout=C/3600=3200/3600=0.8
(P / KWS )
-
Vv=0.8/594×2.27×10
3
=0.658
(V)
实际上电流取样电阻
Rθ的值一般误差较大,芯片的增益呈正态分布,所以在实际电路
中
Vv
的值应有一定的变化范围,由较½的适应性。
3)
计算调整电阻½络群
R1*范围
参见电度表工½原理图,R1
即原理图中的 R
1
½R
11
U
AG
/U
BG
=[R2+(R4+R7)/R8] / [(R4+R7)/R8]
=[470+(910+5.1)/27] / [(910+5.1)/27]
U
AG
=12.45 (V)
R
AG
= [ R2 + ( R4 + R7 ) / R8 ] /R3=491.22/47=42.93 ( KΩ )
UMIN / U
AG
*=(R12+R1*+R
AG
)/R
AG
220/U
AG
*=(330+R1*+42.93)/42.93
R1*=9444.6/U
AG
-372.93
R1 * = 9444.6 / ( 0.85 1.15 )× 12.45-372.93 = ( 519 287 ) ( KΩ )
最后确定电阻½络群
R1*
4)
计算小信号时的补偿电阻
R5*、R6*
V
CG
/V
BG
= R7 / ( R4 + R7 )V
CG
= 5.1 / 915.1 × 0.658 = 3.67(毫伏)
½在
0.05Ib
时
Vi
½
0.5%的正补偿。
则在
0.05Ib = 0.05 × 5 = 0.25 (A )
-
此时在
Ro
上的压降为
Vi=0.25×5×10
4
=0.125mA
½补偿
0.5%时则:V
补=1.25×10
– 4
×0.5%=0.625V
V
CG
/V
补
=R5/R15
R5 = 587 ( KΩ )
取
610K
同理,½在
0.05Ib
需½负补偿时,R6 也可取
610K
http://www.belling.com.cn
-5-
总
9页
8/18/2006