时间:2025/12/27 5:46:38
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TS1102-100EG5是一款由Teridian(现为Maxim Integrated)推出的高精度、低功耗的单相电能计量IC,专为交流电表和智能电表应用设计。该芯片集成了高性能的模拟前端(AFE)和数字信号处理单元,能够精确测量电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数以及电能累积等关键电参数。TS1102-100EG5采用先进的Σ-Δ模数转换技术,确保了在宽动态范围内具备优异的测量精度,通常可达0.1%至0.2%的电能计量准确度,满足IEC 62053-21和IEC 62053-22等国际电能计量标准。该器件支持单电源供电,适用于多种电压范围,并内置片上电压基准和振荡器,减少了外部元件数量,简化了系统设计。此外,TS1102-100EG5提供灵活的数字接口,便于与微控制器或处理器进行通信,常用于工业电表、家庭能源管理系统、智能插座、负载监控设备等场合。其封装形式为小型化的SSOP-24,适合空间受限的应用场景。由于其高集成度、稳定性和可靠性,TS1102-100EG5被广泛应用于智能电网基础设施中。
型号:TS1102-100EG5
制造商:Maxim Integrated(原Teridian)
封装类型:SSOP-24
工作电压:2.7V 至 5.5V
工作温度范围:-40°C 至 +85°C
ADC类型:Σ-Δ 模数转换器
ADC分辨率:24位
电压通道输入范围:±500mV 全差分
电流通道输入范围:±500mV 全差分
电压基准:内部2.42V 带隙基准
时钟源:内部振荡器或外部晶体
通信接口:SPI兼容串行接口
电能计量精度:在500:1动态范围内优于0.1%
支持标准:符合IEC 62053-21/22 Class 0.5S 和 Class 1S 要求
功耗:典型值小于10mW
非易失性存储支持:通过外部EEPROM或MCU实现校准数据存储
TS1102-100EG5具备卓越的信号采集和处理能力,其双通道Σ-Δ ADC架构分别用于电压和电流信号的高精度采样,确保了在复杂电网环境下仍能保持稳定的测量性能。芯片内部集成了可编程增益放大器(PGA),允许对小信号进行放大以提高信噪比,特别适用于使用电流互感器(CT)或罗氏线圈(Rogowski Coil)作为电流传感器的应用场景。其数字信号处理引擎包含滤波、积分、乘法和累加运算模块,能够实时计算瞬时功率并累加生成电能脉冲(CF引脚输出),可用于驱动步进电机或连接MCU进行数据读取。该器件支持多种校准模式,包括增益、相位和偏置校准,用户可通过SPI接口写入校准系数,从而补偿传感器和电路板布局带来的误差,提升整体系统精度。
另一个关键特性是其出色的抗干扰能力和稳定性。TS1102-100EG5采用全差分输入结构,有效抑制共模噪声,提升EMI抗扰度,适用于电磁环境复杂的工业现场。内部集成的数字高通滤波器(HPF)可消除直流偏移对功率测量的影响,避免长时间运行后出现电能累积漂移现象。此外,芯片具备过零检测功能,可用于同步采样或控制继电器开关时机。待机模式下功耗极低,支持电池备份运行,适合需要节能和长期连续监测的应用。
TS1102-100EG5还具有良好的系统集成性。它无需外部精密电阻或独立ADC即可完成基本电能计量功能,大幅减少BOM成本和PCB面积。通过SPI接口可访问内部寄存器,读取实时测量值如RMS电压、RMS电流、有功功率、频率等,并可配置工作模式、报警阈值和中断输出。例如,当负载超过设定功率阈值时,可触发中断提醒主控MCU采取相应措施。该芯片设计遵循安全隔离原则,常与光耦或数字隔离器配合使用,实现高压侧与低压控制侧的安全隔离。总体而言,TS1102-100EG5是一款成熟可靠的电能计量解决方案,适用于中高端电表产品开发。
TS1102-100EG5广泛应用于各类单相交流电能测量设备中,尤其适合需要高精度和长期稳定性的智能电表系统。其主要应用场景包括住宅和商业用电的单相电能表,能够准确记录用户的用电量,支持阶梯电价和远程抄表功能。在智能家居和楼宇自动化系统中,该芯片可用于智能插座、智能断路器和能源监控模块,实时监测电器设备的能耗情况,帮助用户优化用电行为,实现节能减排。工业领域中,TS1102-100EG5被用于机器设备的能耗分析系统,配合PLC或HMI实现产线级能源管理。此外,在太阳能微逆变器、储能系统和电动汽车充电桩中,该芯片可用于本地能量计量,辅助控制系统进行功率调度和计费结算。
由于其高抗干扰能力和宽温工作范围,TS1102-100EG5也适用于恶劣工业环境下的远程终端单元(RTU)和配电监测装置。在物联网(IoT)设备中,该芯片常与Wi-Fi、Zigbee或LoRa模块结合,构建无线能源传感节点,将用电数据上传至云平台进行大数据分析。教育和研发机构也常用此芯片搭建电能计量实验平台,用于教学演示或算法验证。得益于其标准化接口和成熟的技术文档支持,TS1102-100EG5成为许多OEM厂商首选的电能计量IC之一,广泛服务于公用事业、能源服务公司和智能硬件制造商。
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