内置振荡器的电能测量芯片ADE7757及其应用

内置振荡器的电能测量芯片ADE7757及其应用 １　概述 ＡＤＥ７７５７是美国ＡＤ公司推出的高精度电能测量集成芯片。与原有的同系列ＡＤＥ７７５５相比，其芯片引脚较少，且内置了一个精确的振荡器电路来给芯片提供时钟。这就使得使用ＡＤＥ７７５７的仪省掉了外部晶体或者共振器，因此可以降低总体成本。 ● 精度高，且与５０Ｈｚ／６０Ｈｚ的ＩＥＣ５２１／１０３６兼容； ● 逻辑输出引脚ＲＥＶＰ可用来指示可能的接线错误或负功率； ● 带有片内电源监视器； ● 采用单５Ｖ电源，功耗较低； ● 采用交流输入。 ２　内部结构及引脚功能 ＡＤＥ７７５７是１６脚ＳＯＩＣ封装，图１为其内部结构框图，各引脚的功能见表１所列。 表1 ADE7757的引脚功能 ３　ＡＤＥ７７５７的原理特性 图１所示是ＡＤＥ７７５７的内部原理图，图中，两个ＡＤＣ电路将电流传感器和电压传感器送入的电压信号进行数字化。这个模拟输入结构大大简化了传感器接口电路，并提供了很大的动态范围，同时简化了滤波器的设计。电流通道（Ｖ１通道）的高通滤波器（ＨＰＦ）去掉了电流信号里的全部直流成分，从而减少了有功功率计算中由电压或电流信号偏移带来的不精确性。 有功功率的计算可由瞬时功率信号获得。瞬时功率等于电流与电压信号的乘积。 低频输出Ｆ１、Ｆ２可由有功功率的积累来获得。低频意味着在输出脉冲之间的长时间积累。因此，输出频率正比于平均有功功率。平均有功功率的信息积累（如用一计数器）可得到有功能量。相反地，ＣＦ脚输出高频率可缩短积累时间，其输出频率正比于瞬时有功功率。 ３．１ 片内振荡器（ＯＳＣ） ＡＤＥ７７５７的片内振荡器频率与内部振荡器的使能端ＲＣＬＫＩＮ的外接电阻成反比。外接电阻为５．５～２０ｋΩ时，振荡器可正常工作，但一般选用５．５～６．４ｋΩ的范围。当ＲＣＬＫＩＮ接６．２ｋΩ电阻时，内部振荡器的频率为４６６ｋＨｚ。因为输出频率是与振荡器频率直接成比例的，因此外接电阻必须具有低公差和低温度漂移等特性，以保证芯片的稳定性与线性度。 ３．２ 电流与电压通道的模拟输入 通常电流传感器的电压输出可由通道Ｖ１接入ＡＤＥ７７５７芯片。通道Ｖ１是一个全微分电压输入通道，Ｖ１Ｐ是正极输入，