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基于SGM2200/SGM800主控器件的智能电表电源系统和模拟电路解决方案

来源:
2018-03-07
类别:工业控制
eye 425
文章创建人 拍明

  智能电表除了核心的MCU之外,其电源系统的稳定性也至关重要,它直接关系到电表运行的可靠性,圣邦微针对于智能电表的电源系统和模拟电路提供了高压LDO芯片、复位芯片及微功耗比较器等完整的解决方案。

  随着全球范围内用电需求的不断增加,智能电表的使用范围也越来越广阔,世界各地每年安装的符合DLMS标准并具备增强安全性能的智能电表的数量也在不断增长,智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。智能电表除了核心的MCU之外,其电源系统的稳定性也至关重要,它直接关系到电表运行的可靠性,下图1是智能电表的系统框图。

  智能电表电源系统和模拟电路的完整解决方案

  图1:智能电表电源系统框图

  正因为电源系统在整个电表中起着至关重要的作用,因此在器件的选择上也给工程师们提出了较高的要求,圣邦微针对于智能电表的电源系统和模拟电路提供了完整的解决方案:

  其中SGM2200系列是采用了CMOS工艺的低功耗高压LDO系列产品,输入电压最高可达26.4V,静态功耗低至1.7μA,额定输出电流为50mA。该系列作为SGM高压LDO升级产品,通过改进内部开关机制,消除输入电压波动对输出电压的影响,提高了系统的可靠性,可以保证智能电表在电网波动时控制系统运行的可靠性。其工作温度范围是-40℃~85℃,完全满足智能电表-20℃~55℃的工作环境条件。输出电压支持1.5V、1.8V、2.5V、2.8V、3.0V、3.3V、3.6V、4.4V和5.0V等多种电压等级,同时支持输出电压可调系列。封装支持SOT89-3、SOT-23、TSOT23-5、和SC70-5,给用户提供了丰富的选择范围,具有良好的兼容性,具体管脚分配如图2所示。

【SGM2200】

GENERAL DESCRIPTION

The SGM2200 series is a set of low power high voltage regulators implemented in CMOS technology. These devices allow input voltages as high as 26.4V. The SGM2200 series is available in several fixed and adjustable output voltages. CMOS technology ensures low dropout voltage and low quiescent current.

Although designed primarily as fixed voltage regulators, these devices can be used with external components to obtain variable voltages and currents.

The SGM2200 series is available in Green SOT-89-3, SOT-23, TSOT-23-5 and SC70-5 packages. It operates over an ambient temperature range of -40℃ to +85℃.

SGM2200引脚图

  图2:SGM2200引脚图

PIN CONFIGURATIONS

Snap15.png Snap16.png

Snap17.png Snap18.png

FEATURES

• Low Power Consumption

• Low Dropout Voltage

• Low Temperature Coefficient

• High Input Voltage (up to 26.4V)

• Output Voltage Tolerance: ±3%

• Fixed Outputs of 1.5V, 1.8V, 2.5V, 2.8V, 3.0V, 3.3V,

3.6V, 4.4V and 5.0V

• Adjustable Output Voltages

• -40℃ to +85℃ Operating Temperature Range

• Available in Green SOT-89-3, SOT-23, TSOT-23-5

and SC70-5 Packages

ORDERING INFORMATION

Part NumberStatusPackagePinsPb-FreeTemp Range
SGM2200-1.5YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.8YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.5YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.8YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.0YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.3YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.6YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-4.4YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-5.0YK3G/TRProductionSOT-89-33Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.5YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.8YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.5YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.8YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.0YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.3YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.6YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-4.4YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-5.0YN3LG/TRProductionSOT-233Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.5YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.8YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.5YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.8YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.0YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.3YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.6YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-4.4YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-5.0YTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-ADJYTN5G/TRProductionTSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.5YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-1.8YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.5YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-2.8YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.0YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.3YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-3.6YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-4.4YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-5.0YC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃
SGM2200-ADJYC5G/TRProductionSC70-55Y-40℃ to +85℃


  电压监测系列产品SGM800、SGM802、SGM804输入电压范围在1.6V~5V,静态工作电流低至3μA,涵盖1.63V、2.32V、2.63V和2.93V等电压监测点,可保证智能电表的可靠运行。SGM800支持Open-Drain输出,SGM802、SGM804支持Push-Pull输出,可供根据智能电表系统电源设计进行灵活选择。外置电容设置复位延时时间,可以极大地方便根据系统需求配置延时。典型值为3μA的芯片静态工作电流,可以极大地节省系统待机功率损耗,延长系统工作时间,节能环保。可通过外置SRT脚位电容值,任意设定复位延迟时间,完美地解决了产品上电时序的配置需求。

  SGM800、SGM802、SGM804是无公害无铅环保产品,温度范围达到扩展的工业标准-40℃~+85℃。SGM800和SGM804采用SOT-23-5封装,SGM802采用SC70-4(R)和SOT-143封装。

【SGM800】

Low-Power, SOT μP Reset Circuit with Capacitor-Adjustable Reset Timeout Delay

SGM800.png

GENERAL DESCRIPTION

The SGM800 low-power micro-processor supervisor circuit monitors system voltages from 1.6V to 5V. This device performs a single function: it asserts a reset signal whenever the VCC supply voltage falls below its reset threshold. The reset output remains asserted for the reset timeout period after VCC rises above the reset threshold. The reset timeout is externally set by a capacitor to provide more flexibility.

The SGM800 has an active-low, open-drain reset output. It is available in Green SOT-23-5 package and is specified over an ambient temperature range of -40℃ to +85℃.

PIN CONFIGURATIONS

Snap81.png

FEATURES

• Monitor System Voltages from 1.6V to 5V

• Capacitor-Adjustable Reset Timeout Period

• Low Quiescent Current (3μA TYP)

• Open-Drain /RESET Output Option

• Guaranteed /RESET Valid to VCC = 1V

• Immune to Short VCC Transients

• Available in Green SOT-23-5 Package

APPLICATIONS

Portable Equipment

Battery-Powered Computers/Controllers

Automotive

Medical Equipment

Intelligent Instruments

Embedded Controllers

Critical μP Monitoring

Set-Top Boxes

Computers

ORDERING INFORMATION

Part NumberStatusPackagePinsPb-FreeTemp Range
SGM800-1.63YN5G/TRProductionSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM800-2.32YN5G/TRProductionSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM800-2.63YN5G/TRProductionSOT-23-55Y-40℃ to +85℃
SGM800-2.93YN5G/TRProductionSOT-23-55Y-40℃ to +85℃

  SGM8701是单通道推挽式输出的超低功耗比较器,轨对轨输入输出,静态电流295nA,特别适用于在智能电表红外唤醒应用上。极低传播延时6.8μs,最大失调电压3mV,供电电压1.4V~5.5V。其温度范围也达到工业标准-40℃~+85℃,并采用SOT-23-5和SC70-5的小封装。

SGM8701引脚图

  图3:SGM8701引脚图

  SGM706是具有代表性的多功能微处理器复位芯片。除了看门狗功能外,还具有上电自动复位、手动复位以及低电压报警等功能,使用方便可靠。SGM706复位门限电压为:2.63V、2.93V、3.08V、4.00V、4.40V、4.65V。该芯片还可确保在电源低至1.0V时,复位输出仍有效,从而确保智能电表系统的可靠运行。复位脉冲宽度为200ms,可兼容TTL电平,CMOS电平。具有独立的看门狗电路,定时时间为1.6s,并具有电源电压监测及低压告警功能。温度范围达到扩展的工业标准–40℃~+85℃,并采用SOP8的小封装。

  相关元件供应

  型号:SGM706-RYS8G/TR                     品牌:SGMICRO

  型号:SGM2200-5.0YK3G/TR                品牌:SGMICRO

  型号:SGM2200-ADJYTN5G/TR            品牌:SGMICRO

  型号:SGM2200-5.0YTN5G/TR              品牌:SGMICRO

  型号:SGM706-SYS8G/TR                     品牌:SGMICRO

  型号:SGM2200-3.3YK3G/TR                品牌:SGMICRO

       SGM706

  The SGM706 microprocessor supervisory circuit reduces the complexity and number of components required to monitor powersupply and monitor microprocessor activity. It significantly improves system reliability and accuracy compared to separate ICs or discrete components.

  The SGM706 provides power-supply monitoring circuitry that generates a reset output during power-up, power-down and brownout conditions. The reset output remains operational with VCC as low as 1V. Independent watchdog monitoring circuitry is also provided. This is activated if the watchdog input has not been toggled within 1.6 seconds.

  In addition, there is a 1.25V threshold detector for power-fail warning, low-battery detection, or to monitor an additional power supply. An active-low manual-reset input (MR) is also included.

  The SGM706 is available in Green SOP8 package. It operates over an ambient temperature range of -40℃ to +85℃.

  Precision Supply-Voltage Monitor 4.65V for SGM706-L 4.40V for SGM706-M 4.0V for SGM706-J 3.08V for SGM706-T 2.93V for SGM706-S 2.63V for SGM706-R

  z Guaranteed RESET Valid at VCC = 1V

  z 200ms Reset Pulse Width

  z Debounced TTL/CMOS-Compatible Manual-Reset Input

  z Independent Watchdog Timer (1.6sec) Timeout

  z Voltage Monitor for Power-Fail or Low-Battery Warning z –40℃ to +85℃ Operating Temperature Range z

  Green SOP8 Package

  智能电表是智能电网的智能终端,它已经不是传统意义上的电能表,智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外,为了适应智能电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能,智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。

  作为经济刺激计划的一部分,国家电网在2009年7月确定了智能电网的发展规划。2009-2011年为规划试点阶段,重点完成坚强智能电网的整体规划,开展关键性、基础性、共用性技术研究,进行技术和应用试点;2012-2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系;2016-2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”。

  2009年8月和2010年2月,国家电网公司先后启动了第一批9项和第二批12项试点工程。这些试点工程的开展为“十二五”期间坚强智能电网的全面建设,打下了良好基础。

  根据规划,“十二五”期间,国家电网公司电网智能化投资的总额为2861.1亿元,年均投资为572.2亿元,较“十一五”250亿元的年均投资大幅翻番,涉及到发电、输电、变电、配电、用电及调度等六个环节。随着智能电网建设的展开,智能化投资将明显增加,二次设备投资占比将由不足5%提升至12%-15%。

  中国智能电网进入了全面建设阶段,对智能电表产生了巨大的市场需求。

  目前国家电网已经连续多年对智能电表进行招投标采购。2012年,国家电网对智能电表的招标量达到7588.69万只,完成了规划量的138%,同比增长12.17%。这种增长主要源于政府从2012年4月开始大规模投资基础设施建设,以及全国7月份全面实施阶梯电价制度。预计智能电表采购活动将保持增长势头,未来三年安装速度将加快。

  1、不需要人工抄表,有利于现代化管理。IC卡电表的使用避免人工抄表上门收费给客户带来的诸多不便,且历史购电数据均可以保存,便于客户查询。

  2、充分体现了电力的商品属性。实行先买电后用电 ,客户可以根据自己的实际需要有计划地购电、用电,不会因欠费而发生滞纳金,增加不必要的开支。

  3、解决了收费难的问题。能很好地解决零散居民客户、临时用电客户、经常欠费客户的收费问题。

  4、IC卡电表具有多种防窃电功能,起动电流小、无潜动、宽负荷、低功耗,误 差曲线平直、长期运行时稳定性好,外形美观、体积小、重量轻、安装方便。准确度高:全电子式设计,内置进口专用芯片,精度不受频率、温度、电压 高次谐波影响。

  5、长寿命 :采用SMT技术,优化的电路设计,整机出厂后无需调整电路。

  6、功耗低:采用低功耗设计,降低电网线损。

  7、预购电量;IC卡传递数据,实现数据回读,包括:回读总电量,剩余电量,表内累积购电量,总购电次数等信息。

  8、储存表常数、初始值、用户住址、姓名等信息。

  9、超负荷报警断电、剩余电量报警,提醒用户及时购电。

  10、技术参数:采用长寿命基表,延长使用周期

  主要功能特点

  1、报警功能:当剩余电量小于报警电量时,电表常显剩余电量提醒用户购电

  2、数据保护:数据保护采用全固态集成电路技术,断电后数据可保持10年以上

  3、电量提示:当表中剩余电量等于报警电量时,跳闸断电一次,用户需插入IC卡,可恢复供电,用户此时应及时购电。

  4、自动断电:当电能表中剩余电量为零时,电能表自动跳闸,中断供电,用户此时应及时购电。

  5、回写功能:电能卡可将用户的累计用电量、剩余电量、过零电量回写到售电系统中便于管理部门的统计管理。

  6、用户抽检功能:售电软件可提供数据抽检用电量并根据要求提供优先抽检的用户序列

  7、电量查询:插入IC卡依次显示总购电量、购电次数、上次购电量、累计用电量、剩余电量

  8、防窃电功能:一表一卡不可复制,逻辑加密。有效防止技术性窃电。

  9、过压保护功能:当实际用电负荷超过设定值时,电表自动断电,插入用户卡,恢复供电。

  10、低功耗:采用最新设计和SMT先进生产工艺。



责任编辑:Davia

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