ADE7758中文手册

三相多功能电能计量IC（含各相信息）ADE7758Rev.BInformationfurnishedbyAnalogDevicesisbelievedtobeaccurateandreliable.However,noresponsibilityisassumedbyAnalogDevicesforitsuse,norforanyinfringementsofpatentsorotherrightsofthirdpartiesthatmayresultfromitsuse.Specificationssubjecttochangewithoutnotice.NolicenseisgrantedbyimplicationorotherwiseunderanypatentorpatentrightsofAnalogDevices.Trademarksandregisteredtrademarksarethepropertyoftheirrespectiveowners.OneTechnologyWay,P.O.Box9106,Norwood,MA02062-9106,U.S.A.Tel:[phone]©2005AnalogDevices,Inc.Allrightsreserved.特点高准确度：支持IEC60687，IEC61036，,IEC61268,IEC62053-21,IEC62053-22,和IEC62053-23标准。适用于三相/三线，三相/四线和其它三相系统。温度在25度时，在1000:1的动态范围内，有功电能误差小于0.1%。提供有功电量/无功电量/视在电量，电压有效值，电流有效值和采样波形数据。两路脉冲输出，一为有功功率，二为无功率或视在功率，带频率编程功能。数字功率，相位和有效值偏移校正。提供线电压骤降（SAG）和电压检测的片内用户可编程阈值电压。片内数字积分器可以直接连接di/dt电流传感器。电流通道上的可编程增益放大器（PGA）允许直接连接电流分流器和电流互感器。带中断请求输出功能的SPI®兼容串行接口。专利模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）技术保证在各种环境和时间条件下的高准确度。2.4伏基准电压（温度系数典型值30ppm/°C），带外部过载功能。5伏单电源，低功耗（典型值70毫瓦）。概述ADE77581是一款高准确度的三相电能计量芯片，带有两路脉冲输出功能和一个串行接口。ADE7758集成了二阶∑-D模数转换器,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。ADE7758适用于计量各种三相配置条件下的有功，无功和视在电能，如WYE和DELTA系统，包括三线和四线制。ADE7758为各相提供系统校准功能，包括有效值偏移校准、相位校准、功率校准。APCF逻辑输出提供有功功率信息，VARCF逻辑输出提供瞬时无功率或视在功率信息。功能模块图11U.S.未决专利。ADE7758Rev.B|Page2of72目录特点……………………………………………………………..1概述……………………………………………………………..1功能模块………………………………………………………..1技术指标………………………………………………………..5时序特征……………………………………………………..6时序图表……………………………………………………..7极限参数………………………………………………………..8静电放电（ESD）警告……………………………………..8引脚配置和功能描述……………………………………….….9术语…………………………………………………………….11典型性能特征………………………………………………....12测试电路…………………………………………………….…17工作原理………………………………………………..........18防混叠滤波器……………………………………….……....18模拟输入………………………………………………….....18电流通道模数转换器（ADC）…………………………...19di/dt电流传感器和数字积分器………………………..…20峰值电流检测………………………………………………21过载电流检测中断…………………………………………21电压通道模数转换器（ADC）…………………………...22过零检测……………………………………………………23相位补偿……………………………………………………23周期测量……………………………………………………25线电压骤降（SAG）检测………………………………...25骤降电平设定……………………………………………...26峰值电压检测……………………………………………...26相序检测……………………………………………………27电源监视……………………………………………………27基准电路……………………………………………………27温度测量……………………………………………………28有效值计量…………………………………………………28有功功率计算………………………………………………30无功率计算…………………………………………………35视在功率计算………………………………………………39电能寄存比例………………………………………………41波形采样模式……………………………………………..41校准………………………………………………………...42校验和寄存器………………………………………………55中断…………………………………………………………55与MCU配合使用中断……………………………………55中断时序……………………………………………………56串行接口……………………………………………………56串行写入操作………………………………………………57串行读取操作………………………………………………58访问片内寄存器……………………………………………58寄存器………………………………………………………….59通讯寄存器………………………………………………....59操作模式寄存器（0x13）…………………………………63测量模式寄存器（1×14）……………………………….63波形模式寄存器（0×15）……………………………….64计算模式寄存器（0×16）……………………………….65线循环累加模式寄存器（0×17）………………………66中断屏蔽寄存器（0×18）……………………………….67中断状态寄存器（0×19）/复位中断状态寄存器（0×1A）…………………………………………………………68外部尺寸…………………………………………………….…69定购指南…………………………………………………....69ADE7758Rev.B|Page3of72修订历史2005年11月由版本A修改为版本B2004年9月由版本0修改为版本A修改表1………………………………………………………....5修改十六进制计数法…………………………………...通用修改图23的标题……………………………………………...14修改特征表…………………………………………………..1修改电流波形增益寄存器部分………………………………19修改规格表…………………………………………………..5修改di/dt电流感应器和数字积分器修改图25……………………………………………………16部分…………………………………………………………….20增加模拟输入部分的内容………………………………...19修改相位补偿部分……………………………………………23增加图36－37，后面的图片重新排序……………………19修改图57………………………………………………………25修改周期测量部分………………………………………...26修改图60………………………………………………………27修改峰值电压检测部分…………………………………...26修改温度测量部分和有效值测量部分……………………..28增加图60……………………………………………………27插入表6………………………………………………………..28修改电流有效值偏移补偿部分………………………………29修改电流有效值偏移补偿部分…………………………...29编辑有功功率频率输出部分…………………………….33插入表7………………………………………………………..29增加图68，后面的图片重新排序…………………………33增加公式17……………………………………………………31修改无功功率频率输出部分……………………………...37修改电能累加模式部分………………………………………33增加图73，后面的图片重新排序………………………...38修改无功功率计算部分………………………………………35修改使用脉冲输出进行增益校准例子…………………...44增加公式32……………………………………………………36修改公式37………………………………………………...45修改电能累加模式部分………………………………………38修改使用脉冲输出进行相位A的样本对相位校准…….45修改无功功率频率输出部分…………………………………38修改公式56－57…………………………………………...53修改视在电能计算部分………………………………………40增加ADE7758中断部分………………………………….54修改校准部分………………………………………………….42修改有效值偏移样本对校准部分………………………..54修改图76－图84…………………………………………..43-54增加表20的内容………………………………………….66修改表15………………………………………………………59修改表16………………………………………………………63修改定购指南………………………………………………….692004年1月版本0：初始版本ADE7758Rev.B|Page4of72概述(上接第一页)ADE7758中具有波形采样寄存器，它可以对模数转换器的输出进行访问。该器件集成了一个用于短时低电平和高电平变化的检测电路，变化的阈值电压和持续时间（即半周期数）由用户编程决定。三相中的任一相的线电压过零检测与电压过零点是同步的，过零检测的结果可用于测量三个电压输入中任意一个的周期。也可用于内部芯片的线循环（LINECYCLE）电能累加模式。该模式使电能累加与半周期的整数倍同步，以此实现更快更准确的校准。数据通过ADE7758的SPI串行接口读取。中断请求输出（IRQ_______）为开漏极，低电平有效。在ADE7758中出现一个或多个中断事件时，IRQ________输出变为低电平。通过状态寄存器显示中断事件的性质。ADE7758采用24引脚小外形封装（SOIC）。ADE7758Rev.B|Page5of72技术指标模拟电源端（AVDD）=数字电源（DVDD）=5V±5%,模拟地端（AGND）=数字地（DGND）=0V,使用片内基准源,CLKIN=10MHzXTAL,温度范围为−40°C至+85°C。表1参数(1)(2)规格单位测试条件及注释准确度有功电能测量误差（各相）0.1％典型值动态范围1000：1各通道间的相位误差（PF＝0.8电容）±0.05最高°相位超前37°（PF＝0.5感应）±0.05最低°相位滞后60°交流电电源电压抑制AVDD=DVDD=5V＋175mVrms/120Hz输出频率变化0.01％典型值V1P=V2P=V3P=100mVrms直流电电源电压抑制AVDD=DVDD=5V＋250mVdc输出频率变化0.01％典型值V1P=V2P=V3P=100mVrms有功电能测量带宽14kHzIRMS（电流有效值）测量误差0.5％典型值动态范围500：1IRMS测量带宽14kHzVRMS（电压有效值）测量误差0.5％典