电子发烧友网报道（文/黄山明）顾名思义，能量计量芯片是一种专门设计用于测量和监控电能流动的IC，也被广泛应用于各种电子设备和系统中，如智能电表、BMS、储能系统、电源监控设备等。能量计量芯片的主要功能是精确测量电能的消耗或生成，以及监控电力系统的运行状态。 比如在储能系统中，能量计量芯片主要用于精确测量和监控储能设备的电能消耗、优化能源使用、提高系统效率等。它通过采集和分析数据，为管理者提供做出决策所需的可靠信息。 从该芯片的工作原理来看，包括信号的采集、转换与处理，此外还包括对数据的计算与分析以及存储与通信。具体表现上，电能计量芯片首先从电网中采集电流和电压信号，再通过ADC将模拟信号转换为数字信号，对这些信号再进行滤波、放大和校正等处理，最后根据处理后的信号计算电能消耗，再将计算结果通过通信接口输出到外部设备。 在储能系统中，能量计量芯片可以实时监测储能系统的充放电状态，包括输入输出功率、累积能量等关键参数。同时记录能量存储量和剩余容量，这对于确保系统的可靠性和延长电池寿命至关重要。 此外，还可以记录储能系统的运行数据，如充放电循环次数、效率等，以便于后续的性能评估和优化，并分析历史数据以预测未来的储能需求和系统性能。 由于拥有数据处理能力，能量计量芯片能通过精确的计量和控制减少能量损耗，提高整个储能系统的整体效率，这有助于平衡储能系统与电网之间的能量流动，从而减少能量浪费。 当然，对于当前市场中的能量计量芯片而言，想要实际应用在储能系统中，除了上述功能外，还需要允许远程监控储能系统的状态，便于维护和故障排除，并通过网络接口实现数据的远程访问和控制，使得储能系统更加智能化。 最好还能与智能电网中的其他设备（如智能电表、逆变器等）协同工作，实现系统的无缝集成。同时支持多种通信协议，确保与不同品牌和型号的储能设备兼容。 市场中的能量计量芯片方案市场中有不少企业都推出了能量计量芯片方案，比如TI的ADS131M04，集成了AFE和DSP，能够提供高精度的电能测量解决方案，该芯片还提供多种通信接口，包括SPI和UART，方便与其他系统或设备进行数据交换。 此外如ADI的ADE7758ARWZ，这是一款高精度的三相多功能电能计量IC，具备串行接口和两个脉冲输出功能。ADE7758集成了二阶Σ-Δ ADC、数字积分器、基准电路、温度传感器以及所有进行有功、无功和视在电能计量以及有效值计量所需的信号处理元件。 ADE7758ARWZ芯片的电源电压范围是4.75至5.25V，工作温度范围为-40°C到85°C，适用于多种应用场景，包括智能电表、能源管理系统、工业自动化和楼宇自动化等。 还有Microchip的PAC1934，具备电流传感器放大器和总线电压监测器，它们向高分辨率ADC提供信号。数字电路执行功率计算和能量累积。 PAC1934能够实现从1毫秒到36小时的长时间能量监测。总线电压、感测电阻电压和累积的比例功率都存储在寄存器中，供系统主控或嵌入式控制器检索。采样率和能量积分周期可以通过SMBus或I2C进行控制，并且可以配置活动通道选择、单次测量以及其他控制。PAC1934使用实时校准来最小化偏移和增益误差，无需为该设备输入滤波器。 国内也有不少厂商推出了相应的解决方案，如芯海科技的CSE7761单相多功能电能计量芯片，拥有3路Σ-Δ ADC，可用于高精度的电压和电流信号采集。有功率计算器，用于计算有功功率、无功功率等。具备一路SPI接口和一路UART接口，用于数据通信。 上海贝岭BL0939也是一款电能测量芯片，它具备三路独立的Sigma-Delta ADC，用于测量两路电流和一路电压。这款芯片支持两路测量，可以同时进行计量和漏电故障检测，具有体积小、外围电路简单、成本低廉的优点。BL0939能够测量电流和电压的有效值，有功功率以及有功电能等参数，并且可以通过UART/SPI接口输出数据。 BL0939芯片具有专利防潜动设计，配合合理的外部硬件设计，可以确保在无电流时噪声功率不被计入电能脉冲。这使得BL0939非常适合用于储能系统中，进行电能的精确计量和管理。此外，它还具备温度传感器和波形输出功能，可以为储能系统提供更多的监测和保护功能。 小结能量计量芯片不仅提高了系统的可靠性和效率，还增强了对能源使用的智能管理能力。随着技术的进步，这些芯片的功能将进一步增强，为储能解决方案提供更多价值。国内外已经推出了许多能量计量芯片，这些芯片具有高精度、集成度高、易于集成的特点，能够满足储能系统对能量计量的需求，选择合适的能量计量芯片取决于具体的应用场景和技术要求。