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你当前所在位置：翌芯科技发布高性价比“预付费电表小型断路器”设计方案
近几年来，预付费电表作为智能电网的智能终端，在逐步走入我们的生活，作为匹配预付费电表工作的小型断路器也获得了极高的关注度，业界主要的低压电器厂家都推出了费控表断路器产品。
为了更好地服务费控断路器市场的客户，翌芯科技作为新兴的电子元器件供应商及系统方案整合商，也推出了自主设计的基于高性价比8位MCU的费控表断路器控制板方案ES-SFG01，并符合《南网费控电能表用低压外置断路器技术规范》（以下简称“南网规范”）。控制板方案包括主控平台，系统供电，电机驱动控制及电机位置检测部分。
图1a.ES-SFG01断路器方案框图 图1b.ES-SFG01断路器板实物图
ES-SFG01控制板基于芯圣单片机，实现了远程自动欠费分闸断电，续费自动合闸蓄电及反馈合闸、分闸状态信号功能，主功能模块介绍如下。
一、主控平台
ES-SFG01基于芯圣Holychip 8051核HC89S003F4 MCU,特点是经典51内核及通用的开发编译环境，便于开发设计，16KB ROM，512Bytes RAM,最高16MHz主频，18 个功能可自定义的双向 I/O, 10路切换式12bit内部ADC。应用于ES-SFG01电路，HC89S003F4可工作于极低的功耗模式，从而满足断路器系统严格的低功耗要求。
二、系统供电
系统供电采用无锡芯朋PN6367集成零待机模式的准谐振原边控制器+圣邦微电子低功耗LDO SGM2203，PN6367芯片内部集成720V耐压高雪崩能力MOSFET,适用于高性能、外围元器件精简的智能断路器电源。PN6367为原边反馈工作模式,可省略光耦和TL431,并且能提供可控零待机模式,在此模式下相线电流平均值可小于0.1mA,符合《南网规范》。该芯片还提供了全面的智能保护功能,包含逐周期过流保护、过压保护、开环保护、过温保护、输出短路保护和CS 开/短路保护等。 圣邦微电子SGM2203属低功耗36V高压LDO，产品性能稳定，用于给MCU及电机位置检测传感器供电，保证系统持续稳定工作。
图3.PN6367框图
三、分闸，合闸电机驱动及控制
断路器在进行分合闸动作时，主机通过控制线发出信号，HC89S003接收到控制线信号，通过ZC Pin唤醒PN6367工作，PN6367给圣邦微电子马达驱动芯片SGM42609供电，驱动电机动作，完成分闸及合闸动作。
图4.SGM42609马达驱动芯片框图
四、断路器电机位置检测
ES-SFG01通过3颗江苏多维科技的磁开关器件TMR1302检测电机位置，多维TMR（隧道磁阻）技术的显著特点是低功耗（低至1.5uA的静态电流，免去了霍尔器件分时供电以降低功耗的繁琐设计），超高工作温度（Tj:200℃MAX），同时兼具大动态范围，高分辨率,高灵敏度，小封装的优势；
图5.TMR1302磁开关框图
感谢以下方案合作伙伴鼎力支持(排名不分先后)：
为了更好地服务费控断路器市场的客户，翌芯科技作为新兴的电子元器件供应商及系统方案整合商，也推出了自主设计的基于高性价比8位MCU的费控表断路器控制板方案ES-SFG01，并符合《南网费控电能表用低压外置断路器技术规范》（以下简称“南网规范”）。控制板方案包括主控平台，系统供电，电机驱动控制及电机位置检测部分。
图1a.ES-SFG01断路器方案框图 图1b.ES-SFG01断路器板实物图
ES-SFG01控制板基于芯圣单片机，实现了远程自动欠费分闸断电，续费自动合闸蓄电及反馈合闸、分闸状态信号功能，主功能模块介绍如下。
一、主控平台
ES-SFG01基于芯圣Holychip 8051核HC89S003F4 MCU,特点是经典51内核及通用的开发编译环境，便于开发设计，16KB ROM，512Bytes RAM,最高16MHz主频，18 个功能可自定义的双向 I/O, 10路切换式12bit内部ADC。应用于ES-SFG01电路，HC89S003F4可工作于极低的功耗模式，从而满足断路器系统严格的低功耗要求。
图2.HC89S003F4内部框图
二、系统供电
系统供电采用无锡芯朋PN6367集成零待机模式的准谐振原边控制器+圣邦微电子低功耗LDO SGM2203，PN6367芯片内部集成720V耐压高雪崩能力MOSFET,适用于高性能、外围元器件精简的智能断路器电源。PN6367为原边反馈工作模式,可省略光耦和TL431,并且能提供可控零待机模式,在此模式下相线电流平均值可小于0.1mA,符合《南网规范》。该芯片还提供了全面的智能保护功能,包含逐周期过流保护、过压保护、开环保护、过温保护、输出短路保护和CS 开/短路保护等。 圣邦微电子SGM2203属低功耗36V高压LDO，产品性能稳定，用于给MCU及电机位置检测传感器供电，保证系统持续稳定工作。
图3.PN6367框图
三、分闸，合闸电机驱动及控制
断路器在进行分合闸动作时，主机通过控制线发出信号，HC89S003接收到控制线信号，通过ZC Pin唤醒PN6367工作，PN6367给圣邦微电子马达驱动芯片SGM42609供电，驱动电机动作，完成分闸及合闸动作。
图4.SGM42609马达驱动芯片框图
四、断路器电机位置检测
ES-SFG01通过3颗江苏多维科技的磁开关器件TMR1302检测电机位置，多维TMR（隧道磁阻）技术的显著特点是低功耗（低至1.5uA的静态电流，免去了霍尔器件分时供电以降低功耗的繁琐设计），超高工作温度（Tj:200℃MAX），同时兼具大动态范围，高分辨率,高灵敏度，小封装的优势；
图5.TMR1302磁开关框图
感谢以下方案合作伙伴鼎力支持(排名不分先后)：
