SSP1837
内½时钟单相插座表计量电路
概述
SSP1837
是一颗½量程单相多功½电½计量芯片，适用于单相插座表、单相插排、智
½家电控制电路等应用，具有较高的性价比。
SSP1837
集成了
2
路高精度
Sigma-Delta ADC，
参考电压，
电源管理等模拟电路模块，
以及处理有功功率、电流电压有效值等电参数的数字信号处理电路。
SSP1837
½够测量单相有功½量、有功功率、电流电压有效值等参数；½够充分满足
插座表、单相插排、智½家电等领域的需要。
SSP1837
具有专利防½动设计，
配合合理的外部硬件设计，
可通过
0.5mT
外部强磁场
干扰实验。另在大于
48
小时的½动实验中，确保不出大于
1
个脉冲。
高 精 度 ， 在 输 入 动 态 工 ½ 范 围
2500:1
（ 其 它 表 述 方 式 ：
2500W:1W
或
12A:4.8mA@2mohm
采样电阻，4000W:1.6W 或
18A:7.2mA@1mohm
采样电阻）内，
非线性测量误差小于±0.5%
大信号稳定性，采样电流
300mA
点，CF 输出跳动小于±0.2%
小信号稳定性，采样电流
50mA
点
CF
跳动小于±0.3%
芯片给出电压和电流的有效值，电流测量范围（4mA~30A）
芯片具有双重防½动设计，确保在大于
48
小时的½动实验中，不出大于
1
个脉冲
芯片上有电源电压监测电路，检测掉电状况
芯片内½
1.2V
参考电压源
芯片内½振荡电路，时钟约
2MHz
芯片单工½电源
3.3V，½功耗 10mW（典型值）
系统框图
VDD
Internal Clock
Power On/Reset
SI
IP
IN
VP
PGA
ADC
PGA
ADC
Reference
Voltage
PR
DSP
1.25V
O
RMS
WATT
特点
IN
Voltage to
Frequency
Converter
SEL
CF1
CF
SSP1837
SSP1837
内½时钟单相插座表电½计量芯片
引脚特征
VDD
IP
IN
VP
1
8
SEL
CF1
CF
GND
SSP1837
2
3
4
7
6
5
图（1） 引脚排列图（SOP8 封装）
引脚描述
引脚号
1
2，3
4
5
6
7
8
符 号
VDD
IP，IN
VP
GND
CF
CF1
SEL
说
明
芯片电源（+3.3V）
，正常工½时电压应保持在+3.0V~3.6V 之间。
电流通道的模拟输入，管脚的最大差分电压±
50mV。由于内部有 ESD
保护
电路，如果电压过压在±
1.5V
时，仍然不会出现太大的破坏。
电压信号正输入端，最大差分电压±
200mV。
（同上，信号最大幅度为±
1.5V）
芯片地。
电气特性
测量项目
功耗
（VDD
=3.3V，GND＝0V，片上基准电压源，2MHz
晶振，常温）
电源
VDD
PR
符号
Iop
测量条件
VDD
VDD=3.3V
WATTerr
2500:1
输入动态
范围
300mA
输入@
1mohm
采样电
阻，测试
2
圈平
均
50mA
输入@
1mohm
采样电
阻，测试
1
圈
相½超前
37
（PF=0.8）
相½滞后
60
（PF=0.5）
IP/N=100mV
PF08err
PF05err
配½有效值输出引脚,带下拉。
O
测量点
CF
CF
CF
1)
有功功率高频脉冲输出，输出脉½固定为
32us，频率与功率值成正比
2)
过流指示脚。½过流时，输出
8KHz
的脉冲
SEL=0
时,输出电流有效值,输出脉½固定为
32us,频率与电流值成正比
SEL=1
时,输出电压有效值, 输出脉½固定为
32us,频率与电压值成正比
IN
最小
3.0
SI
典型
3
0.3
最大
3.6
单½
V
mA
有功功率测量误
差
（绝对误差）
有功功率测量跳
动
（大信号）
有功功率测量跳
动
（小信号）
0.5
%
Δ
@6%Ib,Ib=5A
0.1
0.2
%
Δ@1%Ib，
Ib=5A
0.15
0.3
%
通道间相角引起
测量误差
（容性）
通道间相角引起
测量误差
（感性）
AC
电源抑制
（输出频率幅度
0.5
0.5
0.1
%
%
%
ACPSRR
2/6
SSP1837
内½时钟单相插座表电½计量芯片
变化）
DC
电源抑制
（输出频率幅度
变化）
电压有效值测量
精度
（相对误差）
电流有效值测量
精度
（相对误差）
模拟输入电平
（电流）
模拟输入电平
（电压）
模拟输入阻抗
SEL
下拉电阻
模拟输入带½
内部电压基准
逻辑输入高电平
逻辑输入½电平
Vref
SEL（下拉）
（-3dB）
DCPSRR
VP/N=100mV
0.1
%
VRMSerr
IRMSerr
Ib
电流差分输入
（峰值）
电压差分输入
（峰值）
CF1
CF1
0.3
0.3
50
200
%
%
mV
Mv
kΩ
kΩ
kHz
V
V
0.8
V
VP/IP/IN
370
62
3.5
IN
VREF
2.6
VDD-0.5
1.218
VDD=3.3V±
5%
VDD=3.3V±
5%
VDD=3.3V±
5%
IOH=5mA
VDD=3.3V±
5%
IOL=5mA
逻辑输出½电平
PR
1mΩ电流采样
电阻
逻辑输出高电平
O
3/6
V
0.5
V
过流阈值
SI
24
8
100
A
KHz
ms
过流指示频率
过流响应时间
极限参数
（T=25℃）
VDD
相½于
GND
电压 ．．．．．．．．．．．．．．．．．-0.3V½+4V
．．．．．．．．．．．．．．．．
模拟输入
IP,IN,VP
相½于
GND
电压．．．．．．．．．．．．-
4V½+4V
．．．．．．．．．．．
数字输入
SEL
相½于
GND
．．．．．．．．．．．．．．．．-0.3V½VDD+0.3V
．．．．．．．．．．．．．．．
数字输出
CF、CF1
相½于
GND
．．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．-0.3V½VDD+0.3V
工½温度范围：工业级．．．．．．．．．．．．．．．．．．-40℃½+85℃
．．．．．．．．．．．．．．．．．
存储温度范围 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．-55℃½+150℃
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
结温 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．+150℃
SOP8
散耗功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10mW
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
焊接温度½相焊接（60 秒） ．．．．．．．．．．．．．．．．+215℃
．．．．．．．．．．．．．．．
红外焊接（15
．．．．．．
．．．．．．+220℃
SSP1837
内½时钟单相插座表电½计量芯片
工½原理
有功计算原理
电½计量主要把输入的电压和电流信号按照时间相乘，得到功率随着时间变化的信息，
假设电流电压信号为½弦½数，并存在相½差Ф，功率为：
p
(
t
)
½
V
cos(
wt
)
I
cos(
wt
)
令
=0
时：
p(t)
=
令
0
时：
VI
( 1
cos2(wt)
2
½
V
cos(
wt
)
I
cos(
wt
) cos(
)
sin(
wt
) sin(
)
½
VI
(1
cos(2
wt
)) cos(
)
VI
cos(
wt
) sin(
wt
) sin(
)
2
VI
VI
½
(1
cos(2
wt
)) cos(
)
sin( 2
wt
) sin(
)
2
2
p
(
t
)
½
V
cos(
wt
)
I
cos(
wt
)
p(t)称为瞬时功率信号，理想的 p(t)只包括两部分：直流部分和频率为 2ω的交流部分。
前者又称为瞬时实功率信号，瞬时实功率是电½表测量的首要对象。
在通过对电流电压信号高精度采样及模数½换后，
电流电压信号通过数字乘法器得到瞬
态功率信号p(t)。让p(t)通过一个截至频率很½（如1Hz）的取直½通滤波器，把即时实功
率信号取出来。然后对该实功率信号对时间进行积分，得到½量的信息。如果选择积分时间
十分的短，可以认为得到的是即时½量消耗的信息，也可以认为是即时功率消耗的信息，因
为前后两者成正比关系。如果选择的较长的积分时间，得到的是平均的½量消耗的信息，同
样也可以认为是平均功率消耗的信息。
取直½通滤波器的输出会被送到一个数字-频率½换的模块，在这里即时实功率会根据
要求½长时或短时的积分（即累加计数），½换成与周期性的脉冲信号。输出的脉冲信号频
率与½量消耗的大小成正比。
同样，电压和电流有效值计算出来后也会被送到数字-频率½换模块，½换成一定频率
的脉冲信号，频率与电压电流有效值的大小成正比。
电源供电监视
芯片包含一块片上电源监视电路，½够连续检测电源（VDD）
。如果电源电压小于 2.7V
±5%，则芯片不被激活（不工½）
，也就是说½电源电压小于 2.7V 时，不进行½量累加。这
种做法可以保证设备在电源上电掉电时保持正确的操½。此电源监视电路有滞后及滤波机
制，½够在很大程度上消除由于噪声引起的错误触发。一般情况下，电源供电的去耦部分应
该保证在 VDD 上的波纹不超过 3.3V5%。
SI
PR
4/6
O
IN
SSP1837
内½时钟单相插座表电½计量芯片
应用说明
SSP1837
典型应用
SSP1837 典型应用框图如下所示。采用 3.3V 供电。电流信号通过合金电阻采样后接入
SSP1837 的 IP 和 IN 管脚，电压信号则通过电阻分压½络后输入到 SSP1837 的 VP 管脚。CF、
CF1、SEL 直接接入到 MCU 的管脚，通过计算 CF、CF1 的脉冲周期来计算功率值、电流有效
值和电压有效值的大小。
N
L
220V
3.3V
AC
-
510
合金电阻
1mΩ
68nF
DC
510 68nF
CF、CF1
的频率
SSP1837对输入的电压和电流两个通道的输入电压求乘积，并通过信号处理，把获取的
有功功率信息½换成频率；
在这个过程中，
同时通过运算计算出电压有效值和电流有效值并
½换成频率。有功功率、电压和电流有效值分别以高电平有效的方式从CF、CF1输出相关的
频率信号。
（1）实际功率的输出脉冲频率计算公式：
F
CF
= 2618753 *
（2）电压有效值输出脉冲计算公式：
F
CFU
= 21500 *
V(V)
V
ref
（3）电流有效值输出脉冲计算公式：
F
CFI
= 121800 *
V(I)
V
ref
V(V)——电压通道的输入电压的有效值
V(I)——电流通道的输入电压有效值
SI
V(V)*V(I)
V
ref2
PR
330k
330k
330k
330k
负½½
O
VP
GND
6800P
5/6
IN
VDD
IP
IN
SEL
SP8377
CF1
CF
MCU
22nF
330k
330k
510
NXP MCU
京公网安备 11010802033920号
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