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产品应用

FM31XX系列产品在电表中应用

2013/2/25 |  1737次阅读 

由于Ramtron的FRAM具有很高擦写次数,快速度,低功耗的优良特性,所以目前在电表上广泛应用,但是目前FRAM的单价相对比较高,很多电表产品因为FRAM价格较贵,所以只能望&rdquoFRAM兴叹&rdquo,Ramtron经对中国市场,新推出FM31XX系列的产品,其性价比与相同功能的器件或相同功能的器件组合要优越得多.
 
首先了解FM31XX的特点:
FM31XX系列产品比较:
 
 
电表控制框图(EEPROM方案)
 
 
工作原理:
 
由于EEPROM 的擦写次数为100万次,而一般的电表1度电定为3200个脉冲,所以不能来一个脉冲就写入EEPROM,只能将脉冲暂存MCU的SRAM中,等脉冲计录到一定的值(比如1度)或者到了一定的时间(比如1小时)再把数据写入EEPROM,正是由于电数据不能实时写入EEPROM,同时也因为中国电网极其不稳定,经常性的停电,这就引起一个问题,在停电时, MCU内存储的电量(存储器内计量有0-2300个脉冲, 平均电量为0.5 度)怎么办?,如果系统不管掉电情况,那么电表的精度很低(以10 万家用户计算,每停一次电,供电局将有5 万度电因存储器的原因而丢掉),这供电局当然不能接受,为了解决这问题,在电路上必需增加掉电检测电路(或MCU必须有低电压检测功能),在检测到掉电后,把MCU中存储不到1 度电的数据写入EEPROM,由于EEPROM写入数据时,有10MS写等待周期,这也引起了一个问题,在停电后,必需有足够长的电压维持EEPROM 写的时间 设计者的一般思路是利用滤波电路的大电容,由于电容内部是电解液,随着时间的推移,电容的容量将变小,因此为了使电表能使用15年,必须把增大滤波的电容的容量和提前检测到掉电。
 
在给EEPROM写入数据时,数据先是写入EEPROM的缓冲区,当数据写入缓冲区后,EEPROM自动把数据写入EEPROM的具体地址,其过程需要10MS,由于EEPROM 内部写入时间长,所以容易受到干扰,EEPROM一旦受到干扰,写入的数据容易出错,此时出错,MCU没有办法知道,为了解决这一问题,设计者必须把同一个数据写入三个不同的地址,然后再把数据读出来校正.
 
FM31XX的控制框图
 
工作原理
 
FRAM是靠材料特性来保存数据,这种材料并非磁性材料,所以从原理上磁场对数据是没有影响,在实际中,电场对数据也没有影响,所以他可抗干扰性能及其强,适合在非常复杂的环境中记录一些重要的数据,由于他的擦写次数多,所以可以记录没一个数据脉冲.
 
由于FM31XX的产品多功能的特点,可以简化电路,而且可以选择功能比较弱的MCU来设计电表,这样一来,电表的成本往下降,功能和可靠性提高,所以FM31XX是电表上最好的器件.
 
FM31XX内嵌不同容量的FRAM,用于存储数据由于FM31XX的FRAM的内核为低电压FRAM的内核,所以存储的擦写次数为无限次,可以记录检测脉冲.从而提供电表存储精度.
 
FM31XX提供1.2V的比较器,用于检测掉电,低电压检测值由外部分压电阻决定,此功能用于在检测掉电后,保护现场功能.连接如下图.
FM31XX系列产品提供4级可选择低电压复位,其复位电压值通过设置寄存器选定
 
 
FM31XX系列产品提供复位时间为100MS-3S的WDT.
 
 
FM31XX系列产品提供高精度,可调的RTC,其精度在+2.17PPM,完全合乎电表对时间精度的要求.
FM31XX系列产品提供2个计数器,可用于防窃电功能.
 
另外FM31XX系列产品内有可锁定的88的FRAM,用于存储电表版本和制造商的信息,
 
从上述分析,在电表产品,FM31XX系列产品的特点都可以得到高效的应用,没有任何一个功能不能用上,从框图可以看出,使用FM31XX系列产品可以简化系统外围,提高可靠性,降低成本.

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