CSE7759B

CSE7759B ETC1

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本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA CSE7759B CSE7759B 用户手册 免校准电能计量芯片 Rev.1.2

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 版本历史 历史版本 修改内容 版本日期 REV 1.0 初始版本 2017-09-11 REV 1.1 1、 表3-4，新增adj.3 2、 新增 3.5 芯片初始上电及复位 2017-11-13 REV 1.2 1、 更改 3.6.2 电压及功率公式 2、 更改 3.7.2 公式 3、 更改 3.8.1、3.8.3 流程图中电压及功率公式 2017-12-25

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 目 录

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 1 芯片功能说明 CSE7759B 为单相多功能计量芯片，其提供高频脉冲CF 用于电能计量，通过UART 可以直接读取电 偶校验，1 停止位。本芯片采用SOP8 封装。 1.1 芯片主要特性功能 1. 电量累计误差为±2%。 2. 电流有效值、电压有效值、功率误差范围详见2.3 小节。 3. 串口UART 通讯协议波特率为4800bps。 4. 内置电源监控电路，当电源电压低到4V 时，芯片进入复位状态。 5. 内置2.43V 的电压参考源。 6. 5V 单电源供电，工作电流小于5mA。 7. 主要应用领域：需要测量电压、电流和功率的场合，例如单相多功能电能表、计量插座、数显 表等。 1.2 芯片引脚说明 CSE7759B 使用SOP8 封装。 图1：芯片引脚图 表 1-1 CSE7759B 引脚说明 引脚序号 引脚名称 输入/输出 说明

1 VDD 芯片电源 芯片电源

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 2,3 V1P, V1N I 电流差分信号输入端，最大差分输入信号±43.75mV 注：在不使用电流信号时，V1P 与V1N 要短接到VSS

4 V2P I 电压信号正输入端。最大输入信号±700mV

注：在不使用电压信号时，V2P 要短接到VSS

5 VSS 芯片地 芯片地

6 TI O UART 发送口

7 CF O 输出有功高频脉冲，占空比50%

8 RI I UART 接收口，预留

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 2 电气特性 2.1 极限值 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 电源 VDD -0.3 - +6.0 V VDD to GND -0.3 - +6.0 V V1P, V1N, V2P -2 +2 V 模拟输入电压 VINA -0.3 - VDD+0.3 V 数字输入电压 VIND -0.3 - VDD+0.3 V 数字输出电压 VOUTD -0.3 - VDD+0.3 V 工作温度 TA -40 - 85 °C 存储温度 Tstg -65 - 150 °C 2.2 推荐工作条件 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 电源范围 VDD 4.5 5.0 5.5 V 温度范围 TA -40 - +85 ℃ 2.3 模拟特性 VDD = 5 V， GND = 0 V，25℃，如无其它说明都是此条件。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 模拟输入（所有通道） 共模信号 -1 - 1 V 模拟输入 满量程时对电压通道的串扰（50, 60Hz） - -100 - dB 输入电容 IC - 6.4 - pF 等效输入阻抗: 电流通道 电压通道 EII 500 6 - kΩ MΩ 等效输入噪声: 电流通道 电压通道 NI - µ Vrms µ Vrms 电源供给 电流消耗 I 4 - mA

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 (VDD = 5 V) - mA 功耗 (VDD = 5 V) PC - 20 mW 掉电检测低压阈值 PMLO - 4 - V 掉电检测高压阈值 PMHI - 4.3 - V 内置参考电压 基准电压 VREF 2.3 2.43 2.55 V 温漂 TCVREF - 25 - ppm/℃ 测量精度（计量参数相对误差与绝对误差） 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 电流：1mR 采样电阻（理想值，电阻无偏差情况下），电流满量程30.9A 30.9A~250mA（相对误差） -2 1 2 % 249mA~60mA(绝对误差) 10 15 mA 电流最小测量值(由整机噪声决定) 60 mA 空载电流 (由整机噪声决定) 60 mA 电压：1MR 电阻分压（理想值，电阻无偏差情况下） 电压测量范围80V~260V(相对误差) -2 1 2 % 功率：（理想值，电流采样电阻及电压分压电阻无偏差情况下） 55W 以上（相对误差） -2 1 2 % 55W 以下（绝对误差） 1 2.5 W 功率最小测量值(由整机噪声决定) 3 W 空载功率 (由整机噪声决定) 0 W 2.4 数字特性 VDD = 5 V， GND = 0 V，25℃，如无其它说明都是此条件。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 主时钟 主时钟频率 MCLK 3.04 3.579 4.12 MHz 主时钟占空比 30 50 70 % 滤波器 输入采样速率 （DCLK=MCLK/K） - MCLK /4 - MHz 数字滤波器输出码率 OWR - MCLK /128 - MHz 高通滤波器转折（-3dB）频率 - 0.543 - Hz

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 输出 高电平输出电压Iout = +5 mA VOH VDD-0.5 - - V 低电平输出电压Iout=-5mA VOL - - 0.5 V 输入漏电流 Iin - ±10 - µA 数字输出引脚电容 COUT - 5 - pF UART 4800bps -2 +2 % 2.5 开关特性 CF 输出的脉冲占空比为50%。

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3.1 CSE7759B 典型应用

如图2 所示，在CSE7759B 的电源端，应并联两个小电容，以滤除来自电网高频及低频噪声。电流 信号通过锰铜电阻采样后接入CSE7759B，电压信号则通过电阻网络后输入到CSE7759B。 CSE7759B VDD V1P V1N V2P RI CF TI VSS 1MR 1% 1000V 1K 1% 33nF 33nF 220V 负载 UART 1K 1%L火线 1K 1% 电源 N零线 L 1mR 1% 锰铜电阻 33nF 0.1uF 10uF 光耦隔离 MCU 零线做地 图 2：CSE7759B 典型应用（隔离方案） CSE7759B 为免校准电能计量芯片，芯片出厂校准后偏差为±2%，那么外部器件的精度最终影响 客户产品的整体精度，图2 中标识的1%精度器件，其精度越高则客户整机精度越高。 从图2 可看出，电流通道影响电流精度的元器件为1mR 锰铜电阻，电压通道影响电压精度的元器 件为 1M 电阻和与之相连的1K 电阻，当这三个元器件精度均在±1%内时，则CSE7759B 免校准整机误 差可控制在±3%内。 电压通道1M 电阻应选择耐高压1000V 1%电阻（或更高精度）；否则需拆分成5 个 0805 1%（或 更高精度）电阻。避免使用过程中由于电阻耐压值不够，造成整机损坏。 CSE7759B 部分采集强电信号，根据安规标准任何人体可能触碰的地方需进行隔离，图2 中使用光 耦隔离（客户自行选择隔离方式，并不限制）。 选择零线做地或火线做地均可，建议使用零线做地。 CSE7759B VDD V1P V1N V2P RI CF TI VSS 1MR 1% 1000V 1K 1% 33nF 33nF 220V 负载 1K 1%L火线 1K 1% 电源 N零线 L 1mR 1% 锰铜电阻 33nF 0.1uF 10uF MCU 3.3V 4K7 8050 4K7 UART RX UART 零线做地 4K7 3.3V 8050 图 3：CSE7759B 典型应用（非隔离方案）

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 图 3 为CSE7759B 非隔离方案，MCU 工作电压3.3V。 若 MCU 工作电压5V，则TI 与MCU 之间接200R 电阻。 3.2 有功功率 FCF 信号频率 CSE7759B 的内部DSP 具有一定的增益，经过频率转换模块后，有功功率的输出频率可由以下公 式计算 V1：电流通道引脚上的电压信号； V2：电压通道引脚上的电压信号； ：内置晶振，典型频率约为3.579MHz； ：内置基准源，典型电压为2.43V； 注：由于CSE7759B 存在噪声，在没有信号输入的情况下，为了保证电流、电压正确测量有效值 的大小，施加在通道V1P\\V1N 的电流有效值不能低于40uv，施加在通道V2P 的电压有效值不能低于 480uv。在使用时，请向本公司的技术支持咨询。 3.3 测量范围 选取不同的锰铜电阻(建议锰铜电阻1mR)直接影响到CSE7759B的电流量程。 公式如下： 如：1mR锰铜电阻 锰铜越大，信号频率越大，周期越小。 功率测量范围若电压固定，则由电流决定其量程。 3.4 串口协议 用户可以通过UART 串口协议（RI、TI）读取电压、电流、功率、电量的相关参数，通过运算得 到电压、电流、功率、电量。目前该串口只支持4800bps 的波特率（允许误差±2%），接收口RI 暂时 预留，没有实际功能。串口每隔50ms 自动将电压系数、电压周期、电流系数、电流周期、功率系数、 功率周期、校准次数、CF 脉冲个数的数据包通过TI 发送（数据以十六进制发送）。 数据包的具体格式为：包头（2*（1byte 数据+1bit 偶校验)）→电压系数（3*（1byte 数据+1bit 偶校 （1byte 数据+1bit 偶校验））→校准次数（1*（1byte 数据+1bit 偶校验））→CF 脉冲个数（2*（1byte 数据+1bit 偶校验））→包尾（1byte 数据+1bit 偶校验）。 共24byte，4800bps 用时54.912ms

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3 Ukh 1 0FFH 0xxH 0xxH

4 Ukm 1 0FFH 0xxH 0xxH

5 Ukl 1 0FFH 0xxH 0xxH

6 Uth 1 0xxH 0xxH 0xxH

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7 Utm 1 0xxH 0xxH 0xxH

8 Utl 1 0xxH 0xxH 0xxH

9 Ikh 1 0FFH 0xxH 0xxH

10 Ikm 1 0FFH 0xxH 0xxH

11 Ikl 1 0FFH 0xxH 0xxH

12 Ith 1 0xxH 0xxH 0xxH

13 Itm 1 0xxH 0xxH 0xxH

14 Itl 1 0xxH 0xxH 0xxH

15 Pkh 1 0FFH 0xxH 0xxH

16 Pkm 1 0FFH 0xxH 0xxH

17 Pkl 1 0FFH 0xxH 0xxH

18 Pth 1 0xxH 0xxH 0xxH

19 Ptm 1 0xxH 0xxH 0xxH

20 Ptl 1 0xxH 0xxH 0xxH

21 Adj 1 0xxH 0xxH 0xxH

22 CFm 1 0xxH 0xxH 0xxH

23 CFl 1 0xxH 0xxH 0xxH

24 包尾 checksum1 1 0xxH 0xxH 0xxH x=0~F 表 3-3 包头1 描述 包头1.bit7~bit4 =1111，固定值。 包头1.bit3 =1 表示电压周期超出范围， =0 表示电压周期未超出范围； 包头1.bit2 =1 表示电流周期超出范围； =0 表示电流周期未超出范围； 包头1.bit1 =1 表示功率周期超出范围； =0 表示功率周期未超出范围； 包头1.bit0 =1 表示系数存储区域（3n0h~3nFh）异常。（n=A,B,C,D,E,F） =0 表示系数存储区域正常 电流周期、电压周期、有功功率周期最大测量约16s，超出后提示对应周期超出量程范围。即表3- 3 描述。 电压或电流信号周期提示超出范围，则其对应的3byte 信号周期值视为无效（电压、电流通道在没 有信号输入的情况下，CSE7759B 内部会检测到2Hz 左右的电压、电流信号,故当出现电压、电流周期 超出范围时，一般为异常情况，芯片本身损坏或外部电路有问题）。 功率周期提示超出范围，而电压、电流未提示超出范围时，视有功功率为0，电流为0。 （2）芯片有无进行过标准校验，通过包头1(0AAH未进行校准，055H已进行校准)给出提示。

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 （3）checksum1为除包头、包尾外所有数据之和取低8bit，用户接收完数据后，用于校验接收数 据是否准确 （4）电压周期、电流周期、功率周期单位为us。当信号周期大于1s 时，立即把信号周期输出给用 户，并用Adj.4(5 或6)提示输出为不完整周期。（如：信号周期为3.5s，那么当累计周期计时到1s 后给客户输出1s 信号周期，1.5s 时输出1.5s 信号周期，而不是等到3.5s 后用户才收到讯息，从而 提高了反映速度。待测信号量越小，其信号周期越大。） （5）Adj： 表 3-4 Adj 描述 Adj.0 校准地址选择3n0h~3nFh（n=A,B,C,D,E,F） Adj.2 Adj.1 Adj.0 备注 0 0 0 n=F 0 0 1 n=E 0 1 0 n=D 0 1 1 n=C 1 0 0 n=B 1 0 1 n=A 1 1 0 禁止校准 Adj.1 Adj.2 Adj.3 Adj.3=1 表示系数加载错误; Adj.3=0 表示系数加载正确; Adj.4 Adj.4=1 表示串口功率周期输出的是完整的周期； Adj.4=0 表示串口功率周期输出的是不完整的周期； Adj.5 Adj.5=1 表示串口电流周期输出的是完整的周期； Adj.5=0 表示串口电流周期输出的是不完整的周期； Adj.6 Adj.6=1 表示串口电压周期输出的是完整的周期； Adj.6=0 表示串口电压周期输出的是不完整的周期； Adj.7 脉冲个数溢出，Adj.7 取反一次 ◆Adj0~2：用于校准时校准数据写入地址判断。如Adj0~2=2，表示此次校准地址为3D0H~ 3DFH。 出厂校准地址Adj0~2=0，即3F0H~ 3FFH开始。 ◆Adj.3： 用于判断本轮系数加载是否正确。 ◆Adj.4： 功率信号周期大于1s 时，会把当前周期计数时间发送给用户，为了区分此时输出的功 率周期是完整功率周期或大于1s 的功率周期计数，用此标志位判别。 ◆Adj.5： 电流信号周期大于1s 时，会把当前周期计数时间发送给用户，为了区分此时输出的电 流周期是完整电流周期或大于1s 的电流周期计数，用此标志位判别。 ◆Adj.6：电压 信号周期大于1s 时，会把当前周期计数时间发送给用户，为了区分此时输出的电

本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 压周期是完整电压周期或大于1s 的电压周期计数，用此标志位判别。 ◆Adj.7：CF 引脚（pin7）每产生一个脉冲信号，CF 脉冲个数（CFm：CFl）加 1，当累加的CF 脉冲个数溢出时（CFm：CFl=0FFFFH+1，溢出）校准系数Adj.7值取反一次。 若芯片复位，则所有数据重新初始化，现象与首次上电相同。 3.5 芯片初始上电及复位 芯片复位后所有数据重新初始化，即与初始上电相同，等待约550ms 后，串口输出同时信号开始 采样。如何判断芯片产生过复位？当电流周期值为0 时，说明芯片初始上电或产生复位，因为芯片内 部对电压与电流进行分时采样，至少800ms 时间。故芯片复位后，至少有800ms 的时间电流周期为 如图 5：电流周期连续8 次为 0。 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 45 51 0 A4 36 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 48 51 1 58 EE 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 46 51 2 0C A1 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 47 51 2 C0 56 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 49 51 3 73 0C 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 46 51 4 27 BE 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 47 51 4 DB 73 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 0 0 4B 97 90 0 2 47 51 5 8F 28 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 46 71 6 43 F4 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 49 71 6 F7 AB 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 48 71 7 AA 5E 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 45 71 8 5F 11 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 48 71 9 12 C8 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 47 71 9 C6 7B 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 48 71 0A 7A 31 55 5A 2 C6 F0 0 2 83 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 48 71 0B 2E E6 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 46 71 0B E1 95 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 48 71 0C 96 4D 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 46 71 0D 49 FF 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 47 71 0D FD B4 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 49 71 0E B1 6B 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 46 71 0F 65 1D 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 47 71 10 19 D3 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 47 71 10 CD 87 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 46 71 11 80 3A 55 5A 2 C6 F0 0 2 81 0 3C 0F 0 1 F7 4B 97 90 0 2 49 71 12 34 F2

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2 Bit 1 Bit 0 Bit 备注

0 0 0 n=F 0 0 1 n=E 0 1 0 n=D 0 1 1 n=C 1 0 0 n=B 1 0 1 n=A 1 1 0 禁止校准 当前允许校准次数为6 次。芯片出厂时会进行一次校准。

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3.7.1 CF 的频率

CSE7759B 的内部DSP 具有一定的增益，经过频率转换模块后，有功功率的输出频率可由以下公式 计算： V1：电流通道引脚上的电压信号； V2：电压通道引脚上的电压信号； ：内置晶振，典ⅹ型频率约为3.579MHz； ：内置基准源，典型电压为2.43V； 注：由于CSE7759B 存在噪声，在没有信号输入的情况下，为了保证电流、电压正确测量有效值 的大小，施加在通道V1P\\V1N 的电流有效值不能低于40uv，施加在通道V2P 的电压有效值不能低于 480uv。在使用时，请向本公司的技术支持咨询。 如：5A 电流，1mR 的锰铜电阻；200V 电压，1k 分压电阻。（请参考图2 电路）

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本资料为芯海科技专有财产，非经许可，不得复制、翻印或转变其他形式使用。 This document is exclusive property of CHIPSEA and shall not be reproduced or copied or transformed to any other format without prior permission of CHIPSEA 聚点滴之芯．成浩瀚之海 3.8.1 电压运算参考流程图 开始 包头1=55H? 包头2=5AH？ Checksum1正确？ Adj.6=1? 待测电压=电压系数*V2R/电压周期 结束 包头1=AAH? 芯片未校准 是 包头1=FxH 且(包头1.bit2=1或 包头1.bit3=1) 外部电路异常或芯 片损坏 否 是 是 是 是 否 否 否 包头1=FxH 且包头1.bit2=0且包 头1.bit3=0 否 是 是 否 否 s 图 6：电压运算流程图 3.8.2 电流运算参考流程图 开始 包头1=55H? 包头2=5AH？ Checksum1正确？ Adj.5=1? 待测电流=电流系数/(电流周期*V1R) 结束 包头1=AAH? 芯片未校准 是 包头1=FxH 且(包头1.bit2=1或 包头1.bit3=1) 外部电路异常或芯 片损坏 否 是 是 是 否 否 否 包头1=FxH 且包头1.bit2=0且包 头1.bit3=0 否 是 是 否 否 待测功率=0？ 是 否 待测电流=0是 图 7：电流运算流程图

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4 CSE7759B 封装

CSE7759B 使用SOP8 封装，具体封装信息如下图所示： 图9：CSE7759B 封装信息图