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CS5463
单相双向功率/ 电能IC
特性
电能数据线性度:在1000 :1 动态范围内线性度为 ±0.1%
片内功能:
——可以测量瞬时电压,电流和功率;IRMS和 VRMS, 视在功率,有功和无功功率;有功的基波和谐波功;
无功的基波功率, 功率因数, 频率
——具有电能-脉冲转换功能
——具有系统校准和相位补偿
——具有温度传感器
两种无功计算方式
符合IEC, ANSI, JIS 工业标准
功耗12mW
优化的分流器接口
单电源地参考信号
片内2.5V 参考电压(最大温漂25ppm/℃)
内带电源监视器
简单的三线数字串行接口
可以从串行EEPROM 智能“自引导”,不需要微控制器
电源配置
VA+ = +5 V; AGND = 0 V; VD+ = +3.3V~+5 V
概述
CS5463 是一个包含两个ΔΣ模-数转换器(ADC )、功率计算功能、电能到频率转换器和一个串行接口的
完整的功率测量芯片。它可以精确测量瞬时电压,电流和计算IRMS、VRMS、瞬时功率、有功功率、无功功率,用
于研制开发单相、2线或3线电表。
CS5463可以使用低成本的分流器或互感器测量电流,使用分压电阻或电压互感器测量电压。
CS5463具有与微控制器通讯的双向串口,可编程的电能-脉冲输出功能。CS5463还具有方便的片上系统校准
功能。具有温度传感器,电压下降检测,相位补偿功能。
订货信息:
CS5463-LSZ -40℃~+85℃ 24引脚SSOP
1
1 工作原理
CS5463 是具有功率计算引擎和电能-脉冲转换功能双声道ADC。电压和电流通道测量与功率计算方法的数据流
程是在 Figure3 和 Figure4描述。
电压通道输入引脚VIN±两端输入一电压信号波,经10倍增益放大器放大,再通过 2nd ΔΣ调制器来数字化。
同时,电流通道输入引脚IIN±两端输入一电压信号波,为适应不同电平的输入电压,电流通道集成有一个增
益可编程放大器(PGA),使输入电平满量程可选择为±250mVrms 或±50mVrms 。再通过 4th ΔΣ调制器来数
字化。
两个调制器的采样速率为 MCLK/8 。
1.1.数字滤波器
对数据进行低通滤波,以去除调制器输出的高频噪声。通道的低通滤波器由一个固定的Sinc3滤波器实现,
通道的数据接下来通过一个可选IIR补偿滤波器,以补偿通过低通滤波器后产生的幅值损耗。
两个通道都提供了一个可选的高通滤波器(用HPF表示),它可以加入信号通路,以在Vrms/Irms、有功功率、
视在功率计算之前除去电流/电压信号中的直流成分。
任意一个通道中的HPF如果不用,则这通道将启动全通滤波器(用APF表示),以保持电压和电流的传感信号
之间的相位关系。
1.2.电压和电流测量
数字滤波器输出字是基于DC偏移量调整和增益校准(看系统校准部份)。校准后测量的瞬时电压,电流是有效的。
RMS值是利用最近的N(N值放在周期计数寄存器中)个瞬态电压/电流采样值计算,这些值可从Vrms和Irms
寄存器中读出。
1.3.功率测量
瞬态电压/电流的采样数据相乘,得到瞬时功率。N个瞬时功率平均计算出有功功率的值用来驱动电能脉冲E1
输出。电能输出E2是可选的,可指示电能方向,也可输出与视在功率成正比的脉冲。电能输出E3提供一个与无功
功率或视在功率成正比的脉冲输出。E3还能表示为电压通道的电压符号,或作为PFMON比较器输出。
视在功率:
功率因数:
平均无功功率:
三角无功功率:
1.4.线性性能
在规定范围内Vrms、Irms和有功功率测量(CS5463校准后)精确度才保证在±0.1%内。
通过设定Cycle-Count寄存器 的值可以提高内部计算的精度。
2.功能描述
2.1.电压通道
电压通道有一个10倍的放大器。满量程为±250mV,如果输入信号是正弦波,在10倍增益时最大RMS电压是:
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