电能计量电路系统设计方案

电能，作为一个理想的清洁能源，被广泛应用在各个领域；电子工程师，在研究设计电路，实现某一功能，本质而言就是在设计如何管理电能，如电流的流向，电压的大小等等；然而在一些特定的项目开发中，工程师需要统计计量电路系统所消耗的电能，这个问题怎么去实现呢？

1，电能计算原理

电能，在初中教材就可以查阅，其计算公式为：

电能W=电压U电流I时间t；因此需要计量某一电路的电能，只需要设计相应的电路测量出电压U，电流I以及时间t即可；

2，电路系统图

芯片哥就以之前开发设计的带USB智能充电功能的排插为项目案例，介绍如何设计相应的电路实现电能的计量；

电能计算原理

电路设计框图

在交流供电系统的项目中，由于电压与电流信号非直流电，因此很难直接选用分压分流的设计方案，通过单片机计算得出，这是因为单片机属于直流电压器件，只能处理直流信号；所以需要增加一个专用的计量芯片来实现；

计量芯片引脚图

3，详细设计方案

通过分析计量芯片的引脚功能，我们可以利用V2P引脚测量电压U；通过引用锰铜电阻，使V1P与V1N引脚测量其两端电阻的电压，从而计算出电流I；时间t，是一个相对而言比较简单的测量单位，只需单片机设计计时功能便可完成计算；

计量芯片内部电路图

单片机最后只需读取CF与CF1引脚的方波数据，即可实现对电路系统电能的计量功能；

当然，这是芯片哥在设计开发带USB智能充电功能的排插项目采用的电路方案，适合交流电供电系统，如果是直流供电系统，小伙伴们是否有相应的设计参考方案呢？

审核编辑：汤梓红