Analog Devices ADE7752RUS Datasheet

Трехфазный счетчик электроэнергии с импульсным выходом

ADE7752*

ОСОБЕННОСТИ Высокая точность; счетчик поддерживает стандарт

50 Гц/60 Гц IEC 687/61036

Погрешность менее 0,1% при динамическом диапазоне

500:1

Совместим с трехфазными трехпроводными и четырехпроводными сетями

ИС ADE7752 выдает значение средней активной

мощности на частотных выходах F1 и F2

Высокочастотный выход CF предназначен

для калибровки и выдает значение мгновенной активной мощности

Логический выход NEGP можно использовать для индикации возможного неправильного

подключения к сети или отрицательной мощности Напрямую подключается к электромеханическим счетным механизмам и двухфазным шаговым двигателям (выходы F1 и F2)

Собственные встроенные АЦП и цифровой сигнальный процессор обеспечивают высокую точность в широком диапазоне условий окружающей среды и долговременную стабильность

Встроенный контроль напряжения источника питания Встроенная защита от самохода счетчика (имеется порог мощности нагрузки, начиная с которого счетчик регистрирует энергию)

Встроенный источник опорного напряжения 2,4 В±8% (типичный дрейф составляет 20·10-6/°С)

с возможностью подключения внешнего ИОН Один источник питания 5 В, низкая потребляемая мощность (типичное значение 60 мВт)

Недорогая КМОП технология

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

ИС ADE7752 представляет собой микросхему для счетчиков электроэнергии высокой точности. Технические характеристики данной ИС превосходят

требования по точности, предъявляемые стандартом IEC61036. Аналоговая часть микросхемы ADE7752 состоит только из аналого-цифровых преобразователей и источника опорного напряжения. Все дальнейшие преобразования сигнала, такие как перемножение, фильтрация и сложение, производятся над цифровым сигналом. Такой подход обеспечивает очень высокую стабильность и точность при предельных значениях параметров окружающей среды и в течение длительного времени.

Микросхема ADE7752 выдает информацию о средней активной мощности в виде низкочастотных импульсов на выходах F1 и F2. Эти логические выходы могут быть использованы непосредственно для управления электромеханическим счетным механизмом или могут подключаться к микроконтроллеру. Импульсный выход CF дает информацию о мгновенной активной мощности. Этот выход предназначен для калибровки.

ИС ADE7752 содержит схему контроля напряжения питания на выводе VDD. Микросхема ADE7752 остается в неактивном состоянии до тех пор, пока напряжение источника питания не достигнет 4 В. Если напряжение источника питания падает ниже 4 В, ИС ADE7752 также переходит в состояние сброса, при этом импульсы на выходах F1, F2 и CF отсутствуют.

Внутренняя схема коррекции фазы обеспечивает соответствие фаз сигналов в каналах измерения тока и напряжения. Внутренний пороговый детектор отсутствия нагрузки гарантирует, что у счетчика ADE7752 будет отсутствовать самоход, т.е. счетчик не будет регистрировать потребление электроэнергии при отсутствии нагрузки.

ИС ADE7752 выпускается в корпусе SOIC с 24 выводами.

*Патенты на технические решения заявлены.

REV. A

Предполагается, что информация, предоставленная компанией Analog Devices Inc., является точной и достоверной. Тем не менее компания Analog Devices Inc. не несет ответственности за использование этой информации, а также за нарушения патентов или прав третьих сторон, которые могут возникнуть при использовании этой информации. Никакая лицензия не предоставляется ни прямо, ни косвенно, на объекты, подпадающие под патентные права фирмы Analog Devices Inc.

Авторы перевода приложили немалые усилия для того, чтобы сделать его качественным и достоверным. Однако при возникновении разночтений между переводом и оригинальным изданием на английском языке следует полагаться на информацию, изложенную в оригинале.

One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

Tel: [phone]	www.analog.com
Fax: [phone]	© Analog Devices, Inc., 2002

ADE7752

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ИС ADE7752

					ABS			VDD
					17			3
IAP	5	АЦП			|Х|			МОНИТОР
IAN	6		ФВЧ	ФНЧ
							ИСТОЧНИКА
VAP 16		АЦП	Ф					ПИТАНИЯ
			КОРРЕКЦИЯ				ADE7752
			ФАЗЫ
IBP	7	АЦП			|Х|		Σ
IBN	8		ФВЧ	ФНЧ					2 DGND
VBP 15		АЦП	Ф						19 CLKIN
			КОРРЕКЦИЯ
									20 CLKOUT
			ФАЗЫ
ICP	9	АЦП			|Х|
ICN	10		ФВЧ	ФНЧ
VCP 14		АЦП	Ф
VN 13
			КОРРЕКЦИЯ	ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЦИФРОВОГО
	И.О.Н.	4 кОм	ФАЗЫ		СИГНАЛА В ЧАСТОТУ
	2,4 В
	11	12	4	18	21	22	23	24	1
	AGND	REFIN/OUT	NEGP SCF		S0	S1	F2	F1	CF

-2-

REV. A

ADE7752

Характеристики

ADE7752

(VDD = 5 В ± 5%, AGND = DGND = 0 В, встроенный источник опорного напряжения, тактовая частота CLKIN = 10 МГц, TMIN…TMAX = –40°C…+85°C.)

Параметр	Условия измерения		Значение	Единица
		мин.	тип. макс.	измерения
ТОЧНОСТЬ1,2
Погрешность измерения в	На входе канала напряжения
токовом канале	присутствует сигнал полной шкалы
	(±500 мВ), 25°C		0,1
Погрешность сдвига фаз	В динамическом диапазоне 500:1			% от номин.
				знач.
между сигналами в каналах
Коэффициент мощности			±0,1	° (градусов)
PF = 0,8, емкостной характер
нагрузки
Коэффициент мощности			±0,1	° (градусов)
PF = 0,5, емкостной характер
нагрузки
Подавление помех от	SCF = 0; S0 = S1 = 1
источника питания на
переменном токе
Разброс значения выходной	IA = IB = IC = 100 мВ rms,		0,01	% от номин.
частоты (CF)	VA = VB = VC = 100 мВ rms, @ 50 Гц			знач.
Подавление помех от	Пульсации VDD 200 мВ rms @ 100 Гц
	S1 = 1; S0 = SCF = 0
источника питания на
постоянном токе	V1 = 100 мВ rms, V2 = 100 мВ rms		0,1
Разброс значения выходной				% от номин.
частоты (CF)	VDD = 5 V ± 250 мВ			знач.
АНАЛОГОВЫЕ ВХОДЫ	См. раздел "Аналоговые входы"
Максимальные значения	VAP–VN, VBP–VN, VCP–VN, IAP–IAN, IBP–IBN,		±0,5	В, ампл., дифф.
сигналов	ICP–ICN	370	410	кОм
Входное сопротивление на	CLKIN = 10 МГц
постоянном токе			14
Полоса частот (по уровню –	CLKIN/256, CLKIN = 10 МГц			кГц
3 dB)			±25
Погрешность смещения	См. раздел "Терминология" и "Типичные			мВ
АЦП1,2	характеристики"
Погрешность усиления1	Внешний И.О.Н. 2,5 В		±9	% от
	IA = IB = IC = 500 мВ пост.тока			идеального
ВХОД ИСТОЧНИКА
ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Диапазон напряжений на	2,4 В + 8%		2,6	В
выводе REFIN/OUT	2,4 В – 8%	2,2		В
Входное сопротивление		3,3		кОм
Входная емкость			10	пФ
ВНУТРЕННИЙ ИСТОЧНИК	Номинальное напряжение 2,5 В
ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Погрешность напряжения			±200	мВ
Температурный коэффициент			±25	·10-6/°C, тип.
напряжения
ВХОД CLKIN	Все технические характеристики даны
Частота генератора тактовых	для частоты CLKIN = 10 МГц		10	МГц
импульсов

REV. A

-3-

ADE7752

Параметр	Условия измерения	Значение		Единица
		мин. тип.	макс.	измерения
ЛОГИЧЕСКИЕ ВХОДЫ3
SCF, S0, S1 и ABS
Входное напряжение	VDD = 5 В ± 5%	2,4		В, мин.
высокого уровня, VINH
Входное напряжение низкого	VDD = 5 В ± 5%		0,8	В, макс.
уровня, VINL	Типичное значение 10 нА, VIN =0…VDD
Входной ток, IIN			±3	мкА, макс.
Входная емкость, CIN			10	пФ, макс.
ЛОГИЧЕСКИЕ ВЫХОДЫ3
F1 и F2	IВЫТЕК. = 10 мА
Выходное напряжение
высокого уровня, VOH	VDD = 5 В	4,5		В, мин.
Выходное напряжение	IВТЕК. = 10 мА
низкого уровня, VOL	VDD = 5 В		0,5	В, макс.
CF и NEGP
Выходное напряжение	VDD = 5 В, IВЫТЕК. = 5 мА	4		В, мин.
высокого уровня, VOH
Выходное напряжение	VDD = 5 В, IВТЕК. = 5 мА		0,5	В, макс.
низкого уровня, VOL
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ	Для достижения заявленных
VDD	характеристик необходимо обеспечить:
	5 В ±5%	4,75	5,25	В
IDD		12	16	мА

ПРИМЕЧАНИЯ 1См. раздел "Терминология", где даны определения терминам.

2См. графики типичных характеристик.

3Образцы тестировались в первоначальном варианте и после каждого изменения в проекте или технологии, которые могли повлиять на этот параметр.

Спецификации могут подвергаться изменениям без уведомления.

-4-

REV. A

					ADE7752
	Временные			(VDD = 5 В ± 5%, AGND = DGND = 0 В, встроенный источник
				опорного напряжения, тактовая частота CLKIN = 10 МГц,
	характеристики ADE77521,2			TMIN…TMAX = –40°C…+85°C.)
	Параметр	Значение	Условия измерения/		Единица
			Комментарии		измерения
	t13	275	Ширина импульсов F1 и F2 (высокий уровень)		мс
	t2	См. таблицу III	Период выходных импульсов. См. раздел "Передаточная		с
	t3		функция"
		1/2 t2	Время от спада импульса F1 до спада импульса F2		с
	t43, 4	96	Ширина импульса CF (высокий уровень)		мс
	t55	См. таблицу IV	Период импульсов CF. См. раздел "Передаточная функция"		с
	t6	CLKIN/4	Минимальное время между импульсами F1 и F2		с

ПРИМЕЧАНИЯ 1Образцы тестировались в первоначальном варианте и после каждого изменения в проекте или технологии, которые могли повлиять на этот параметр.

2См. рис.1.

3Ширина импульсов F1, F2 и CF непостоянна для более высоких выходных частот. См. раздел "Частотные выходы". 4Сигнал на выходе CF не синхронизирован с сигналами F1 и F2

5В высокочастотном режиме ширина импульсов CF всегда составляет 1 мкс. См. раздел "Частотные выходы" и таблицу IV.

Спецификации могут подвергаться изменениям без уведомления.

Рис. 1. Временная диаграмма сигналов на частотных выходах

REV. A

-5-

ADE7752

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ*

(TA = 25°C, если не указано другое значение)

Напряжение между выводами:

VDD и AGND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . от –0,3 В до +7 В VDD и DGND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . от –0,3 В до +7 В

Напряжение на аналоговом входе относительно AGND

VAP, VBP, VCP, VN, IAP, IAN, IBP, IBN, ICP и ICN

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . от –6 В до +6 В

Напряжение на входе REFIN/OUT

относительно AGND . . . . . . . . от –0,3 В до VDD + 0,3 В

Напряжение на цифровом входе

относительно DGND . . . . . . . . от –0,3 В до VDD + 0,3 В

Напряжение на цифровом выходе

относительно DGND . . . . . . . . от –0,3 В до VDD + 0,3 В

Рабочий температурный диапазон:

Индустриальный . . . . . . . . . . . . . . . от –40°C до +85°C

Температурный диапазон хранения от –65°C до +150°C

Температура перехода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +150°C

Рассеиваемая мощность

для 24-выводного корпуса SOIC. . . . . . . . . . . . . 88 мВт Температурное сопротивление

переход–среда θJA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112°C /Вт Температура выводов при пайке

Из паровой фазы (60 сек) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215°C

Инфракрасным излучением (15 сек) . . . . . . . . . . 220°C

*Воздействия, выходящие за пределы перечисленных предельно допустимых характеристик, могут вызвать необратимые повреждения данного устройства. Эти характеристики относятся только к предельным воздействиям; здесь не подразумеваются характеристики устройства в рабочем режиме при различных условиях. Если устройство подвергается предельно допустимым воздействиям в течение продолжительного времени, надежность устройства может снизиться.

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗА

Модель	Описание продукта	Тип корпуса
ADE7752AR	SOIC	RW-24
ADE7752ARRL	SOIC в катушке	RW-24 в 13-дюймовой катушке
EVAL-ADE7752EB	Ознакомительная плата ADE7752

ВНИМАНИЕ __________________________________________________________

Данная микросхема чувствительна к электростатическому разряду. Электростатический заряд напряжением до 4000 В может накопиться на теле человека или на оборудовании и незаметно разрядиться. Несмотря на то, что в ADE7752 имеется схема защиты от электростатического разряда, необратимое повреждение может произойти, если разряд был сильный. Таким образом, рекомендуется применять защитные меры против электростатического разряда во избежание ухудшения характеристик устройства или выхода его из строя.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Погрешность измерения

Погрешность измерения при подсчете количества электрической энергии прибором ADE7752 определяется следующей формулой:

%Погрешности =

(Энергия, зарегистрированная ADE7752 – Фактическое кол-во энергии) ·100% Фактическое кол-во энергии

Погрешность фазы между каналами

Фильтр высокой частоты в токовом канале вносит в сигнал опережающий фазовый сдвиг. Для того чтобы сдвинуть этот сигнал по фазе и выровнять задержки по фазе между каналами, в токовом канале также имеется схема коррекции фазы. Данная схема коррекции фазы обеспечивает соответствие фаз сигналов в пределах ±0,1° в диапазоне частот от 45 Гц до 65 Гц и ±0,2° в диапазоне от 40 Гц до 1 кГц. См. рис. 12 и 13.

-6-

Подавление влияния нестабильности напряжения питания

Эта величина характеризует погрешность измерения потребляемой мощности микросхемой ADE7752, вызванную нестабильностью напряжения источника питания.

Для измерения степени влияния переменной составляющей напряжения питания ИС ADE7752 на результат измерения производилось измерение потребляемой мощности при номинальном напряжении питания (5 В). Затем в напряжение источника питания была введена помеха частотой 100 Гц и напряжением 200 мВ (среднеквадратичное значение, далее обозначается rms) и производилось снятие показаний ИС ADE7752 при том же уровне входного сигнала. Возникающая при этом погрешность выражалась в процентах (см. определение погрешности измерения). Для измерения степени влияния нестабильности питающего напряжения на постоянном токе производилось измерение потребляемой мощности при номинальном напряжении питания (5 В). Затем напряжение источника питания изменялось в пределах ±5% и производилось снятие показаний счетчика ADE7752 при том же уровне входного сигнала.

REV. A

ADE7752

Возникающая при этом погрешность выражалась в процентах.

Погрешность смещения АЦП

Эта погрешность возникает из-за наличия постоянного напряжения смещения, связанного с аналоговыми входами АЦП. Это означает, что если замкнуть аналоговые выходы на землю, АЦП все же будет показывать наличие небольшого сигнала постоянного тока (смещения). Однако, когда фильтр высокой частоты включен, эффект постоянного смещения устраняется из токового канала V1 и на подсчет потребляемой мощности эта ошибка не влияет.

Погрешность усиления

Погрешность усиления ИС ADE7752 определяется как разница между измеренной частотой на выходе ИС (без учета смещения) и выходной частотой в идеальном случае. Разница выражается в процентах от частоты в идеальном случае. Частота в идеальном случае вычисляется из передаточной функции ИС ADE7752 (см. раздел "Передаточная функция").

РАСПОЛОЖЕНИЕ ВЫВОДОВ

ВИД

СВЕРХУ

МАСШТАБ НЕ СОБЛЮДЕН

REV. A

-7-