ADE7753是ADI最新一款功用先进的数字电度表芯片,这是一种带串行接口和脉冲输出的高精度有功和视在能量计量的集成电路。它集成了二阶∑△ADCs、一个数字积分器(在CH1上)、一个参阅电压源,一个温度传感器,能对电压、电流有用值(RMS)核算,有功、无功和视在能量的丈量(图1)。实际上ADE7753是一个电能计量片上体系(SOC)的芯片。
1、 功用优秀的内嵌数字积分器
ADE7753的片内数字积分器能以优秀精度的数字积分效果, 实现在频域内,将-20dB/10倍频程衰减和一种固定的-90(相移效果。数字积分器的相频呼应和幅频呼应十分接近于抱负状况。片内数字积分器供给直接接口到di/dt微分电流传感器,然后省去了外部的模仿积分器,因此保证极好的长期稳定性,与高精度的电压、电流通道相位匹配。di/dt微分电流传感器彻底消除了锰铜分流器不能彻底阻隔、存在寄生电感的缺陷,也消除了传统的电流互感器的相位差错和大电流时过饱满的缺陷,而且本钱十分低价,是抱负的新一代的电流传感器,有望在宽量程、大电流、高精度的电能表中据优势位置。根据电流传感器的挑选,能够关断和翻开这个积分器。
2 、宽电流量程的di/dt微分电流传感器
di/dt微分电流传感器是根据Rogowski线圈原理,一个与传输初级电流的导线发生互感的电感器。Rogowski线圈一般由空芯线圈构成,因此在理论上不存在磁滞、饱满或非线性问题。Rogowski线圈电流传感器由盘绕一根长直导线摆放的匝数为N的矩形空心线圈组成,而且线圈与该导线中的电流所发生的磁场笔直。Rogowski线圈根本的作业原理是经过互感效应来检测初级电流。Rogowski 线圈的输出正比于电流对时间的导数,所以为了作进一步信号处理,需求运用一个数字积分器将di/dt信号还原成i(t) 方式。运用Rogowski线圈di/dt微分电流传感器和ADE7753芯片构成的家用电能表,其最大检测电流可达200A。这种新式的电能表规划在许多方面都优于用传统电流检测技能构成的电能表。在1000:1(60dB)如此宽的动态规模内其线性差错小于0.1%(图2)。
3、 有用的电能监测、计量功用
ADE7753包括一个至少坚持若干秒满负载累积功率的有功电能寄存器、视在电能寄存器和电压、电流有用值,可经过串行口读得ADE7753的数据。它一起供给一个与有功用量成份额的脉冲输出(CF)。除了有用值核算、有功和视在能量的信息外,ADE7753供给一个有符号的无功用量信息和各式各样的体系校准特色,比方:通道偏置校准、相位校准和能量校准。它还集成了一个检测线电压凹凸下跌的检测电路,可提早宣布掉电和过压预警。
ADE7753具有可选正的累积形式,这样仅当检测到正能量时才进行能量的累积。当空载时,内部空载门限保证ADE7753没有输出。过零输出(ZX)发生与线电压过零同步的输出信号,ZX信号可用来丈量线电压周期,它还用于芯片内部有功用量和视在能量的周期校准形式。这就能更快、更精确地校准能量核算结果。该信号也能够用于与线电压过零同步来切换继电器,避免拉弧。
中止请求输出是一种漏极开路的低电平有用逻辑输出。中止寄存器用来指示中止的品种,中止使能寄存器操控/IRQ脚的输出。
ADE7753选用20脚SSOP封装。
4、 ADE7753主要功用特色
* 高精度,支撑IEC61036 和 IEC61268
* 片内数字积分器,具有di/dt微分电流传感器接口
* 供给有功、无功、视在功率能量值,采样波形以及电压和电流有用值
* 在1000 :1的动态规模内差错小于0.1%
* 可选正有功用量有用累计
* 用户片内可设置的线电压浪涌阀值和线电压下跌检测
* 电源办理
* 能量、相位和输入偏移可数字校准
* 片内集成的温度传感器 (典型值±3℃)
* 与SPI兼容的串行接口
* 脉冲输出的频率可设置
* 具有中止引脚(IRQ)和状况寄存器
* 在环境条件改变很大和长期运用条件下,专利技能的模数转换器(ADCs)和数字信号处理器(DSP),保证数据的高精度
* 具有外部过驱动才能的基准电压源2.4V±8% (温度系数典型值20ppm/℃)
* 单5V电源,低功耗(典型值25mW)
* 20脚SSOP封装
5、 ADE7753 与 CS5460A 功用比较
ADE7753是2002年的新产品,与CS5460比较具有许多新的技能、新的特性,功用比较可见ADE7753 与 CS5460A 功用比较一览表。
单相电能计量芯片ADE7753 与 CS5460A 功用比较一览表
6、 运用ADE7753规划单相复费率电能表的参阅计划
运用ADE7753来规划新一代的全电子数字复费率电能表是合适现代生活的需求,因为国家电力充分和家庭用电量的陡增,电网寻求昼夜平衡的最佳出售计划是是非分时计价,为此政府鼓舞居民、企业夜间多用电,我国也与发达国家相同,正在大力推广是非分时电价,双费率电能表成为电能表新的开展趋势和需求热门,上海市自2001年起,五年内需求600万台是非复费率电能表;电能表的电流容量正在向大电流需求方向开展,今日美国家用电能表的电流检测规模从几个mA到200A,南美开展中国家–巴西也要求电能表的电流检测规模从几个mA到100A。现有的电能表电流传感器–低阻锰铜分流器、电流互感器和霍尔效应传感器现已不能满意这样大跨度规模收集的需求,一个体魄细巧而对巨细电流参数都能及时收集的新式电流传感器现已成为当今电能表开展的需求。内嵌数字积分器和具有很多的有用电能监测、计量功用,使ADE7753成为新一代高功用全数字电能表的抱负芯片。
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