比较ADI的ADE7880美信71M6545HT以及珠海炬力ATT7022

智能电表是智能电网的智能终端，它已经不是传统意义上的电能表，智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有用电信息存储、双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。随着电子工业的发展，芯片的创新和制造有了很大的进步，现在，一些公司已经生产出很成熟的电能计量芯片。比如ADI的ADE7880、美信公司的71M6545HT以及国产的珠海炬力的ATT7022系列等。电能计量芯片的质量将直接影响智能电表的精度以及功能等特性，除此之外，电能计量芯片的选择将直接决定到我们开发设计的难易程度。一、简介ADI的ADE7880、美信71M6545HT以及珠海炬力ATT7022三款芯片1、ADI的ADE7880ADE7880是一款高精度、三相电能计量IC，采用串行接口，并提供三路灵活的脉冲输出。该器件内置多个二阶Σ-Δ型模数转换器(ADC)、数字积分器、基准电压源电路及所有必需的信号处理电路，实现总（基波和谐波）有功/视在功率测量和有效值计算，以及基波有功/无功功率测量。此外，ADE7880可以计算相位和零线电流以及相位电压上的谐波均方根、有功/无功/视在功率，以及所有相位的各谐波上功率因数和谐波失真。同时可针对所有电流和电压计算总谐波失真加噪声(THD+N)。一个固定功能数字信号处理器(DSP)负责实现这种信号处理。DSP程序存储在内部ROM存储器中。ADE7880适合测量各种三线、四线的三相配置有功、无功和视在功率，例如Y形或三角形等。各相均具有系统校准功能，即均方根失调校正、相位校准和增益校准。CF1、CF2和CF3逻辑输出可提供许多功率信息：总有功/视在功率、电流有效值的和值或基波有功/无功功率。ADE7880具有波形采样寄存器，允许访问所有ADC输出。这些器件还提供电能质量监测，如瞬时低压或高压检测、瞬时高电流变化、线电压周期测量以及相电压与电流之间的角度等。ADE7880可以利用SPI和I2C两个串行接口进行通信。专用高速数据采集(HSDC)端口可以与I2C配合使用，以访问ADC输出和实时功率信息。该器件还有两个中断请求引脚IRQ0和IRQ1，用来指示一个使能的中断事件已经发生。当ADE7880遭遇盗窃篡改时，三种专门设计的低功耗模式可确保电能累计的连续性。ADE7880提供40引脚LFCSP无铅封装。2、美信71M6545HT该71M6545T/71M6545HT计量处理器基于美信集成的第四代计量架构支持71M6xxx系列，提供大幅减少元件数量，抗磁篡改，以及无与伦比的可靠性隔离电流传感产品。该71M6545T/71M6545HT整合我们的单转换器技术®与22位Δ-ΣADC，可定制的32位计算引擎（CE）为核心的计量功能，以及一个用户可编程的8051兼容应用处理器（MPU）内核与64KB闪存和5KBRAM。外部主机处理器可以直接通过SPI接口访问计量功能或者通过嵌入的微处理器核心应用程序要求计量数据采集、存储、预处理在计量子系统。此外，该器件集成了一个RTC，DIO和UART。完整的的ICE和开发工具，编程库和参考设计的完整阵列实现快速发展和满足全球所有ANSI和IEC电力计量标准米认证。提供64引脚无铅封装。3、珠海炬力ATT7022ATT7022是一颗高精度三相电能专用计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用。ATT7022集成了六路二阶sigma-deltaADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。ATT7022能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相复费率多功能电能表的需求。详细数据定义请参考§2.4参数输出部分。ATT7022支持全数字域的增益、相位校正，即纯软件校表。有功、无功电能脉冲输出CF1、CF2提供瞬时有功、无功功率信息，可以直接接到标准表，进行误差校正。详细校表方法请参考第三部分校表方法。ATT7022提供一个SPI接口，方便与外部MCU之间进行计量参数以及校表参数的传递。ATT7022内部的电压监测电路可以保证加电和断电时正常工作。二、性能比较：从以下几个方面对这几款芯片进行比较：1、精度ADE7880：高精度；支持IEC62053-21、IEC62053-22、IEC62053-23、EN50470-1、EN50470-3、ANSIC12.20和IEEE1459标准，支持IEC61000-4-7I类和II类精度规格。兼容三相三线或三相四线(三角形或Y形)及其它三相配置1)测量所有相位上2.8kHz通带范围内所有谐波的rms/有功/无功/视在功率、功率因数、THD和谐波失真，测量零线电流上2.8kHz通带范围内所有谐波的rms和谐波失真。TA=25°C时，在2000:1的动态范围内谐波电流和电压有效值、谐波有功和无功功率的误差小于1%2)测量各相及整个系统的总(基波和谐波)有功/视在功率和基波有功/无功功率TA=25°C时，在1000:1的动态范围内有功和基波无功功率误差小于0.1%；TA=25°C时，在5000:1的动态范围内有功和基波无功功率误差小于0.2%TA=25°C时，在1000:1的动态范围内电压和电流有效值误差小于0.1%美信71M6545HT：优于IEC62053/ANSIC12.20标准要求2000:1电流范围内，精度高达0.1%珠海炬力ATT7022有功测量满足0.5S/0.2S，支持IEC687/1036，GB/T17883-1999无功测量满足2级、3级，支持IEC1268，GB/T17882-1999在2000:1的动态范围内功率测量精度优于0.1%，电流和电压的有效值测量精度优于0.5％。2、电气参数ADE7880:支持电池电源输入，可在全失压的情况下工作;宽电源电压范围：2.4V至3.7V基准电压源：1.2V(典型漂移量为10ppm/°C)且具有外部过驱功能输入：七个模拟输入，四对电流通道采用全差分输入方式：IAP和IAN、IBP和IBN、ICP和ICN，以及INP和INN，允许的最大差分输入电压为±0.5V；三个电压通道采用单端电压输入方式：VAP、VBP和VCP，这些单端输入端相对于VN的最大输入电压为±0.5V。电能信号输出：三路脉冲输出CF1,CF2,CF3参数最小典型最大单位电源电压VCC2.43.33.7V电源电压VDD2.43.33.7V基准电源1.2V模拟输入电压至INP和INN-2V至+2VVpp(差摸输入)数字高电平输入电压，VIH2.4V数字高电平输入电压，VIL0.8V美信71M6545HT：输入：七个模拟输入，四对电流通道采用全差分输入方式：IADC0和IADC1、IADC2和IADC3、IADC4和IADC5、IADC6和IADC7，电压范围-31.25mV~31.5mV；三个电压通道采用单端电压输入方式：VADC8（VA）、VADC9（VB）和VADC10（VC）电能信号输出：四个脉冲输出VPULSE,WPULSE,XPULSE和YPULSE,参数最小典型最大单位电源电压VV3P3SYS3.03.6V电源电压VV3P3A3.03.6V基准电源1.2V数字高电平输入电2V压，VIH数字高电平输入电压，VIL0.8V珠海炬力ATT7022:输入：七个模拟输入，三对电流差分输入通道V1P/V1N，V3P/V3N和V5P/V5N，正常工作最大信号电平为±1.5V；三对电压差分模拟输入V2P/V2N，V4P/V4N和V6P/V6N，正常工作最大输入电压为±1.5V，以及第七路V7P/V7N输入。电能信号输出：四路灵活脉冲输出，CF1有功电能脉冲输出和CF2无功电能脉冲输出，CF3基波有功电能脉冲输出，CF4基波无功电能脉冲输出参数最小典型最大单位电源电压VCC4.7555.25V电源电压VDD3.153.33.45V基准电源2.32.52.7V输入电压范围±1.5Vpp(差摸输入)VOH(CF1,CF2,REVP)4.5VVOL(CF1,CF2,REVP)0.5V3、工作环境：电能计量芯片工作温度范围ADE7880-40°C~+85°C71M6545HT-40°C~+85°CATT7022-40°C~+85°C4、运算时间1)ADE7880内置7个独立的二阶Σ-Δ型模数转换器(ADC)、数字积分器、基准电压源电路及所有必需的信号处理电路以及DSP数字信号处理器。采样时钟1.024MHz，生成24位的有符号输出码2)美信71M6545HT内部采用模拟前端AFE配合一个22位的二阶Σ-ΔADC实现模拟信号的采集和转换和一个32位的CE计算引擎，采样率2520.6HZ，计算结果存到CERAM中。3)ATT7022C内部集成7通道的16位高精度ADC和24位高速DSP，ADC采样速率3.2Hz至25.6Hz,具有240个点的ADC采样数据缓存功能,可作分次谐波分析，支持单通道、双通道或者三通道的同步采样，可间接得到高精度的电压夹角.5、计量参数:1)ADE7880实现总(基波和谐波)有功/视在功率测量和有效值计算，以及基波有功/无功功率测量。此外，ADE7880可以计算相位和零线电流以及相位电压上的谐波均方根、有功/无功/视在功率，以及所有相位的各谐波上功率因数和谐波失真。同时可针对所有电流和电压计算总谐波失真(THD)2)美信71M6545HT分相/三相有功/无功电能、分相/三相电压、电流有效值，相位角测量，瞬态能量；3)ATT7022C分相／合相有功、无功功率／电能，分相／合相视在功率，功率因数，相角，线电压频率，分相／三相电压、电流有效值；6、监控能力：1)ADE7780提供电能质量监测，如瞬时低压或高压检测、瞬时高电流变化、线电压周期测量以及相电压与电流之间的角度等2)美信71M6545HT数字温度相位补偿3)ATT7022C具有电源监控能力7、中断：1)ADE7880具有两个中断引脚IRQ0̅̅̅̅̅̅̅和IRQ1̅̅̅̅̅̅̅2)美信71M6545HT具有中断3)ATT7022C不具有中断8、价格：芯片价格ADE788030元左右美信71M6545HT34元左右ATT7022C16元左右比较三种：炬力的ATT7022C和ADI的ADE7880和美信的71M6545HT综上：在同种情况下，如果实现ARM+电能测量，选用ADE7880在采用单芯片SoC时选用71M6545HT