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单相电能计量芯片 TM7755
一、 功能特点:
高准确度,支持50Hz/60Hz的市电要求,在500:1的动态范围内误差小于0.1%
CF用于仪
校验简单方便快捷
F1,F2可以直接驱动计数器,显示电能
逻辑输出引脚REVP能指示负功率或错线
片内带有防潜动功能(空载阈值)
片内基准电压 2.5Ⅴ±5%(温度系数典型值 40ppm/℃)
低功耗(典型值 15mW)
低成本 CMOS 工艺
兼容于 ADE7755
二、 原理框图
三、 管脚定义
Administrator
打字机文本
深圳市天微电子有限公司
地址:深圳市南山区高新技术产业园北区紫光信息港A栋10层
原厂销售总部:手机18682063283 QQ:709072958 E-mail: 709072958@qq.com
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单相电能计量芯片 TM7755
四、 管脚功能
引脚号 符号 说 明
1 DVDD 数字电源引脚,该引脚提供 TM7755 数字电路的电源,正常工作
电源电压应保持在5V±5%,该引脚应使用10μF电容并联100nF
瓷介电容进行去耦。
2 AC/DC 高通滤器 HPF 选择引脚,当该引脚输入高电平时,通道 1(电
源通道)内的 HPF 被选通,该滤波器所涉及的相位响应在 45HZ
至 1KHZ范围内在片内已得到补偿。在电能计量的应用中,应使
HPF 选通。
3 AVDD 模拟电源引脚。该引脚提供 TM7755 模拟电路的电源,正常工作
电源应保持在 5V±5%,为使用电源的纹波和噪声减小到最低程
度,该引脚应使用 10μF电容并联 100nF 瓷介电容进行去耦。
4,19 NC 不连接
5,6 VIP,VIN 通道 1(电流通道)的正、负模拟输入引脚。完全差动输入引
脚。完全差动输入方式,正常工作最大信号电平为±470mV。通
道 1 有一个 PGA,其增益选择见表Ⅰ。这两个引脚相对于 AGND
的最大信号电平为±Ⅳ。两个引脚内部都有 ESD 保护电路,这
两个引脚能承受±6V 的过电压,而不造成永久性损坏。
7,8 V2N,V2P 通道 2(电压通道)的正、负模拟输入引脚。完全差动输入方
式,正常工作量大输入电压为±660mV,相对于 AGND 的最大信
号电平为±Ⅳ。两个引脚内部都有 ESD 保护电路,这两个引脚
能承受±6V 的过电压,而不造成永久性损坏。
9 RESET 复位引脚。当为低电平时,ADC 和数字电路保持复位状态,在
RESET 的下降沿,清除 TM7755 内部寄存器。
10 REFIN/OUT 基准电压的输入、输出引脚。片内基准电压标称值为 2.5V±8%,
典型温度系数为 40ppm/℃。外部基准源可以直接连接该引脚
上。无论用内部还是外部基准源,该引脚都应使用 2.2μF 钽电
容和 100nF 瓷介电容对 AGND 进行去耦。
11 AGND 这是 TM7755 模拟电路(即 ADC 和基准源)的接地参考点,该引
脚应连接到印刷电路板的模拟接地面。模拟接地面是所有模拟
电路的接地参考点,如抗混叠滤波器、电流和电压传感器等。
为了有效地抑制噪声,模拟接地面与数字接地面只应有一点连
接。星形接地方法有助于使数字电流噪声远离模拟电路。
12 SCF 校验频率选择。该引脚的逻辑输入电平确定 CF 引脚的输出频率
13,14 S1,SO 这两个引脚的逻辑输入用来选择数字/频率转换系数,这为电度
表的
提供了很大灵活性,见表 2。
15,16 G1,GO 这两个引脚的逻辑输入用来选择通道 1 的增益。可能的增益是
1,2,8 和 16,见表 1
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单相电能计量芯片 TM7755
17 CLKIN 外部时钟可从该引脚接入,也可把一个石英晶体接在 CLKIN 和
CLKOUT 之间,为 TM7755 提供时钟源,规定时钟频率为 3.579545
MHZ。作为石英晶体负载的 33pF 瓷介电容应和振荡器门电路连
接。
18 CLKOUT 如上所述,可把一个石英晶体接在 CLKIN 和 CLKOUT 之间,为
TM7755 提供一个时钟源。当 CLKIN 上接有外时钟 CLKOUT 引脚
能驱动一个 CMOS 负载。
20 REVP 当检测到负功率时,即电压和电流信号的相位差大于 90°时,
该引脚输出逻辑高电平。该输出没有被锁存,当再次检测到正
功率时,该引脚的输出复位。该输出的逻辑状态随 CF 输出脉冲
同时变化。
21 DGND 这是 TM7755 数字电路(即乘法器、滤波器和数字频率转换器)
的接地参考点。该引脚应连接到印刷电路板的数字接地,数字
接地是所有数字电路(如机械或数字计度器、微控制器和
LED/LCD 显示器)的接地参考点。为了有效地抑制噪声,模拟
接地面与数字接地面只应有一点连接,如星形接触地。
22 CF 频率校验输出引脚。其输出频率反映瞬时有功率的大小,常用
于仪表校验。CF 输出频率见表 3,表 4
23,24 F2,F1 低频率逻辑输出引脚,其输出频率反映平均有功功率的大小。
这两个逻辑输出可以直接驱动机电式计度器或两相步进电机。
表 1 通道 1的增益选择
G1 GO 增益 最大差动信号
0 0 1 ±470 mV
0 1 2 ±235 mV
1 0 8 ±60 mV
1 1 16 ±30 mV
表 2 F1-4的频率选择(CLKIN=3.579545 MHz)
S1 SO F1-4(Hz) 分频系数
0 0 1.7 221
0 1 3.4 220
1 0 6.8 219
1 1 13.6 218
表 3 CF 的最高输出频率(交流信号)
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用户可以从表 2给出的 4个频率中选择一个,这个频率决定了 F1 和 F2 的最高输出
频率。F1 和 F2 的输出用来驱动电能寄存器(机电式或其它形式)。这 4 个可选的频率
是针对仪表常数为 100imp/kWhr(即每千瓦小时对应 100 个计数脉冲),最大电流在 10A
到 120A 之间的情况优化设计的。表 4给出了线路电压为 220V 情况下,几种最大电流对
应的输出频率(仪表常数均为 100imp/kWhr)。
表 4 F1 和 F2 输出频率(100imp/kWhr)
1MXA F1 和 F2(Hz)
12.5A
25A
40A
60A
80A
120A
0.076
0.153
0.244
0.367
0.489
0.733
从表 5可以看出交流输入的最高输出频率总是直流输入的一半。表 5列出了所有可能
的最高输出频率。
表 5 F1 和 F2 的最高输出频率
最高输出频率 S1 SO
直流输入 交流输入
0
0
1
1
0
1
0
1
0.68
1.36
2.72
5.44
0.34
0.68
1.36
2.72
五、 应用电路
下面以IB=5A表为例子给出原理图(如下)
SCF S1 SO F1-4(Hz) CF 的最高输出频率(Hz)
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1.7
1.7
3.4
3.4
6.8
6.8
13.6
13.6
128ΧF1,F2=43.52
64ΧF1,F2=21.76
64ΧF1,F2=43.52
32ΧF1,F2=21.76
32ΧF1,F2=43.52
16ΧF1,F2=21.76
16ΧF1,F2=43.52
2048ΧF1,F2=5570
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六、 元件清单
说明:
1. C18用于小信号的时候的相位补偿,R37用于小信号的线性补偿,需要调整。
2.C14在0.1U-10UF选取,应该使用绝缘电阻大,漏电小的钽电容。
3.J1,J5 为电流信号输入端,J3,J4为市电输入端。
七、 电气参数
(AVDD=DVDD=5V±5%,AGND=DGND=OV,使用片内基准源,CLKIN=3.58MHZ,温度范围=-40~+85℃)
参数 尾标 A 尾标 B 单位 测试条件及注释
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精
度
通道 1的测量误差 1
G=1(G 为 PGA 的增益)
G=2
G=8
G=16
两个通道间的相位误差 1
V1 超前 37°(PF=0.8 容性)
V1 滞后 60°(PF=0.5 感性)
交流电源抑制
输出频率变化(CF)
直流电源抑制
输出频率变化(CF)
0.1
0.1
0.1
0.1
±0.1
±0.1
0.2
±0.3
0.1
0.1
0.1
0.1
±0.1
±0.1
0.2
±0.3
%读数 typ
%读数 typ
%读数 typ
%读数 typ
度(°)max
度(°)max
%读数 typ
%读数 typ
通道 2 为满度输入
(±660mV),+25℃
动态范围 500:1
动态范围 500:1
动态范围 500:1
动态范围 500:1
线路频率 45~65HZ
AC/DC=0和 AC/DC=1
AC/DC=0和 AC/DC=1
AC/DC=0,SO=S1=1,
GO=G1=0
V1=V2=100mVrms,5
0HZ,,AVDD加有 200mV
rms,100 HZ纹波
AC/DC=0,SO=S1=1,
GO=G1=0
V1=V2=100mV rms
AVDD=DVDD=5V±250mV
模
拟
输
入
最大信号电平
直流输入阻抗
-3dB 带宽
ADC 失调误差
增益误差
增益匹配误差
±1
390
14
±16
±4
±0.2
±1
390
14
±16
±4
±0.2
Vmax
k Ω min
kHZ typ
mV mnx
%理想值 typ
%理想值 typ
VIP,VIN,V2N 和
V2P 对 AGND 的电压
CLKIN=3.58MHZ
CLKIN/256 ,
CLKIN=3.58MHZ
外基准源 2.5V,G=1
V1=470mVdc,V2-66
0mV dc
外基准源 2.5V
基
准
输
入
REFIN/OUT 输入电压范围
输入阻抗
输入电容
2.7
2.3
3.2
10
2.7
2.3
3.2
10
V max
V min
kΩ min
PFmax
2.5V±8%
2.5V-8%
片内
基准
源
基准电压误差
温度系数
±200
40
±200
40
80
mV max
ppm/℃ typ
ppm/℃ max
值 2.5V
输
入
时钟输入频率
SCF,SO,SI,AC/DC
RESET,GO 和 G1
输入高电平, VINH
输入低电平, VINL
输入电流,IIN
输入电容, CIN
4
1
2.4
0.8
±3
10
4
1
2.4
0.8
±3
10
MHZ max
MHZ min
V min
V max
μAmax
PFmax
注 意 : 所 有 指 标
CLKIN 均为 3.58MHZ
DVDD=5V±5%
DVDD=5V±5%
典型值 10nA, VIN=OV
至 DVDD
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输
出
F1 和 F2
输出高电平, VoH
输出低电平, VoL
CF 和 REVP
输出高电平, VoH
输出低电平, VoL
4.5
0.5
4
0.5
4.5
0.5
4
0.5
V min
V max
V min
V max
ISOURCE=20mA,DVDD=5V
ISINK=40mA,DVDD=5V
ISOURCE=18mA,DVDD=5V
ISINK=40mA,DVDD=5V
八、 封装:
z All specs and applications shown above subject to change without prior notice.
(以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正,恕不另行
。)