隨著智能家居的普及和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，人們在享受科技為生活帶來便捷的同時，對電能的依賴和消耗也逐漸增高。經(jīng)測算，如果使用火力發(fā)電，每生產(chǎn)1度（千瓦時）電，需要燃燒0.4千克標準煤，并增加排放0.272千克碳和0.785千克二氧化碳。如何在不降低生活品質(zhì)的同時，降低碳排放，助力人類可持續(xù)發(fā)展，已成為現(xiàn)階段智能家居市場的迫切需求。

　　在現(xiàn)實需求的驅(qū)動下，智能插排和智能插座的出現(xiàn)很好地解決了上述問題。智能插排和智能插座是在普通插排或插座中增加了專用的計量電路和通信電路（WIFI或ZigBee等），當用電器通過插排或插座用電時，計量電路即可實現(xiàn)對電器能耗的精準監(jiān)測，用戶可通過專用APP實時對用電器的能耗或電參量進行查看，可選擇對智能插座進行開關(guān)控制，進而實現(xiàn)對用電器能耗的精確監(jiān)控和使用時間的合理分配（圖1），以達到節(jié)約能耗的目的。

　　圖1 用戶使用APP監(jiān)控用電器能耗和精確控制

　　目前APP與通信電路的設(shè)計已經(jīng)十分成熟，智能插排或插座的設(shè)計難點在于用電信息感知電路的設(shè)計。在涉及電能計量的設(shè)計中，傳統(tǒng)的做法是使用電能表計量芯片，通過電流電壓采樣，再經(jīng)過標準臺體的比對校準后，實現(xiàn)整個系統(tǒng)用電的精準計量。但在實際生產(chǎn)中，因為智能插排或插座的生產(chǎn)企業(yè)與電能表企業(yè)技術(shù)特點不同，智能插座的生產(chǎn)企業(yè)往往并不具備電表校準的技術(shù)儲備。此外，因為生產(chǎn)流程的差異，將生產(chǎn)插座或插排的流水線改造到符合電表校準的標準，也需要一筆不菲的投入。校準技術(shù)門檻和生產(chǎn)工藝的差異，已成為制約智能插座或插排的大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的主要癥結(jié)。

　　上海貝嶺基于對電能計量、信號處理、數(shù)模混合等技術(shù)的長期累積和反復(fù)實踐，創(chuàng)新性地向市場推出了BL0939/BL0940/BL0942/BL0950/BL0956等一系列免校準物聯(lián)網(wǎng)用電感知芯片，其中BL0942（如圖2即為市場主流的智能插座拆解示意圖）為1U1I(一路電壓一路電流)感知芯片，其針對智能插排、智能插座等應(yīng)用方案擁有獨到之處。

　　圖2 市場主流方案拆解

　　BL0942技術(shù)特點：

　　1、免校準設(shè)計，解決智能插座和插排生產(chǎn)中校準的難題

　　圖3 智能插座方案

　　由于BL0942在出廠測試時已經(jīng)完成了計量校準，芯片批量誤差也已經(jīng)被控制在1%以內(nèi)，客戶在使用時僅需根據(jù)芯片設(shè)計指南選擇確定精度的采樣電阻，即可實現(xiàn)免校準，該方案無需增加其他冗余器件，設(shè)計簡約。如圖3所示，在上述主流的某智能插座中，選擇精度為1%的1mΩ采樣電阻，在無需校準的情況下整個智能插座的測量誤差可控制在2%以內(nèi)。

　　2、全功能設(shè)計，實現(xiàn)電流電壓功率等電參數(shù)的全采集

　　圖4 BL0942系統(tǒng)框圖米樂M6

　　如圖4所示，BL0942集成了2路高精度Σ-Δ ADC、參考電壓基準、電源管理等模擬電路模組以及具備處理有功功率、電流電壓有效值等功能的數(shù)字信號處理電路模組，因此BL0942不僅能夠準確的測量出電流、電壓有效值、有功功率、有功電能量等參數(shù)，還具備快速電流有效值輸出（用于過流保護），波形輸出等功能，能夠充分滿足智能插座、智能插排以及智能家居、智慧電工中各種電學參數(shù)大數(shù)據(jù)采集的需要。

　　3、工業(yè)級品控，滿足入墻設(shè)計和嚴酷環(huán)境使用需要

　　BL0942以工業(yè)級電路標準設(shè)計，現(xiàn)已通過的可靠性驗證如下：

　　序號

　　項目類型

　　測試條件

　　結(jié)論

　　1

　　PreconditionAfter MSL3，Baking:125℃/24hrsSoaking：30℃/60%RH,192hrsIR Reflows：260℃+5/-0℃ 3 timesPASS

　　2

　　TH1000hrs@85℃/85%RHPASS

　　3

　　TC

　　HTS500cycles@-65℃~150℃1000hrs@150℃PASS

　　4

　　UHAST96hrs@130℃/85%RH/230KpaPASS

　　5

　　HTOL1000hrs@125℃@3.3VPASS

　　注：最終數(shù)據(jù)以上海貝嶺提供的質(zhì)量承諾或產(chǎn)品質(zhì)量考核報告為準。

　　4、豐富的拓展功能，滿足不同規(guī)格孔位的插排設(shè)計

　　BL0942提供SSOP10L和TSSOP14L兩種不同封裝形式，其中TSSOP14L封裝在具備上述所有功能外，還增加了UART片選地址位管腳，旨在解決多孔位插排（最多級聯(lián)4顆），在僅使用1枚MCU時，即可實現(xiàn)對多個電源插孔（即多枚用電感知芯片）信息采集的功能，在降低MCU外設(shè)資源的同時減少了多孔位插板的布板空間，極大地降低了整個方案成本。

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