低功耗是智能电能表的首要要求,反过来,也是能够感应/丈量功率运用的低功耗MCU的首要要求。低功耗也是有利的,由于即便电表由电源供电,假如电源丢掉,它们有必要能够运用电池电源,因而实时时钟(RTC)仍然在运转。
用于智能电表运用的超低功耗MCU需求具有用于电流和电压丈量的高分辨率A/D转换器;一般16位或24位A/D速度不是问题,因而能够运用sigma-delta转换器。一般需求双A/D进行同步丈量,而且或许需求第三个A/D进行温度丈量和侵略检测 - 这是避免外表篡改的必要条件。数据传输很或许需求运用AES,DES,RSA,ECC或SHA-256进行加密。具有高EMC按捺性的IC减少了对外部元件的需求。而且或许需求EEPROM来进行数据记载和存储校准数据。
计量能够是单相,两相或三相能量丈量。单相电表在大多数住所运用中很常见。这一般具有一个电压和一个待测电流,而且它支撑低到中负载。双相电表在全世界并不常见,首要在日本运用,具有两个电压和两个待测电流。每相违背180º,一般适用于中到大负载。最终,三相丈量一般用于大型工作空间和工业运用。有三个不同的阶段彼此120°异相。需求丈量三个电压和三个电流,因而需求至少六个ADC来取得能耗和功率因数的瞬时快照。在候选MCU芯片中为每个A/D包括可编程增益级对传感器接口有很大协助。在动力计量服务中,超低功耗MCU芯片或许需求处理许多工作。
瑞纳捷针对低功耗应用推出了RJM8L151S和RJM8L003系列产品,已应用到该领域。RJM8L151S和RJM8L003系列产品是基于8051增强型单片机,工作电压2.0-5.5V,主频达16MHz,内置32KB FLASH,4KB SRAM,真随机数发生器,丰富外设接口。采用先进的低功耗设计,通过不同的电源域与时钟域的组合,支持6种低功耗模式,待机模式(Halt)0.6uA,低速运行85uA@32KHz,高速运行小于4mA@16MHz。
低功耗模式及特性:一、 HALT模式系统所有时钟停止,系统不掉电,RAM处于保持状态。因此,可以节省动态功耗。
二、 ACTIVE_HALT模式CPU和外设时钟关闭,但低速时钟LSI或LSE开启,因此,可以用RTC、LPTIMER和LPUART唤醒。
三、 WAIT模式CPU时钟停止外,其他模块正常工作,系统工作在高速时钟HSI或HSE或HSO。因此,唤醒时间非常短,只需3个系统时钟周期就可唤醒。
四、 LOW_POWER_WAIT模式CPU时钟停止外,其他模块正常工作,系统工作在低速时钟LSI或LSE或高速时钟HIS的16分频下。
五、 LOW_POWER_RUN模式高频时钟关闭,开启LSI或LSE运行。